Науковці CERN першими у світі змогли перетворити свинець на золото у реальному часі

Уперше в історії дослідникам з CERN (Європейська організація з ядерних досліджень) вдалося зафіксувати реальне перетворення свинцю на золото — трансмутацію. Це стало можливим завдяки унікальним умовам у Великому адронному колайдері (LHC), де частинки розганяються майже до швидкості світла. Найбільше здивування науковців викликало те, що новий механізм трансмутації відбувався не внаслідок прямого зіткнення, а через так звані «близькі прольоти» атомів свинцю.

Під час таких прольотів ядра не стикаються напряму, але генерують потужні електромагнітні поля. Через високу кількість протонів (82) у ядрі свинцю та його майже світлову швидкість, це поле стискається у «фотонний спалах», який може запустити процес електромагнітної дисоціації. У цьому процесі фотон взаємодіє з ядром, викликаючи коливання, які призводять до втрати частини нуклонів — зокрема, трьох протонів. У результаті утворюється атом золота.

Дослідження проводили в рамках експерименту ALICE. Команда використала спеціалізований детектор — нульовий калориметр (ZDC) — для виявлення взаємодій фотонів з ядрами та підрахунку утворених частинок. Згідно з результатами аналізу, під час другого етапу роботи LHC (2015−2018 роки) на чотирьох експериментальних установках було створено приблизно 86 мільярдів атомів золота. На пікових рівнях колайдер здатен генерувати до 89 тисяч таких атомів за секунду.

Однак надії на збагачення з допомогою колайдера марні: сумарна маса створеного золота склала лише 29 піктограмів (2,9×10⁻¹¹ г). Ба більше, ці атоми живуть лише частку секунди, миттєво розпадаючись при зіткненні з частинами установки. Таким чином, жодна з частинок не залишається стабільною чи придатною до збору.

Попри це, відкриття має значний науковий потенціал. За словами представника ALICE Марко ван Левена, результати експерименту не лише підтверджують точність сучасних моделей електромагнітної дисоціації, але й допомагають краще передбачати втрати пучка — один із ключових межових факторів ефективності LHC та майбутніх колайдерів. Це свідчить, що навіть короткочасне «золото» може принести справжню наукову цінність.