Vědci krátce proměňují vedení na zlato pomocí velkého hadronového srážky

Před několika stoletími se říká, že větev alchymie zvané Chrysopoeia prozkoumala možnosti transformace široce dostupných základních kovů na drahé kovy. První praktikující se to nikdy nepodařilo vytáhnout, ale zdá se, že při studiu podmínek, které se objevily těsně po velkém třesku pomocí velkého hadronového Collider (LHC), vědci změnili vedení ve zlato – jen za zlomky vteřiny.

Než budete příliš nadšeni a začnete se zabývat investováním do LHC jako nové třídy aktiv, nebylo to hodně zlata. Ve skutečnosti to bylo „bilionykrát méně, než by bylo vyžadováno, aby se vytvořil šperky“. Stále se však můžete divit skutečností, že jeden prvek se transformoval do jiného s výrazně odlišnými vlastnostmi prostřednictvím nového mechanismu.

Než se ponoříme do jak, pojďme shrnout tam, kde se to stalo. LHC je největší a nejsilnější akcelerátor částic na světě: kruhový tunel, kde vědci rozbíjejí malé částice dohromady neuvěřitelnými rychlostmi. Tunel je obvod 17 mil (27 km) a nachází se v Ženevě ve Švýcarsku.

Toto zařízení se používá k testování teoretických předpovědí ve fyzice částic, získání lepšího představu o tom, jak síly v našem vesmíru fungují a pochopili velký třesk.

LHC prochází „běhy“ nebo operačními obdobími, kdy se srážka aktivně zrychluje a srazí částice pro vědecké experimenty. Run 1 (2010–2013) vyvrcholil objevem částice Higgs Boson.

Run 2 se konal v letech 2015 až 2018 a byl zásadní při zdokonalování našeho chápání standardního modelu fyziky částic a také pro zkoumání vlastností Higgsova bosonu s většími podrobnostmi.

Nyní v komplexu LHC máte Alice, krátká pro velký experiment s kolider ionty. Odkazuje na konkrétní detektor a výzkumný program v zařízení a je zaměřen na fyziku silně interagující hmoty.

Cern

Cílem je studovat podmínky, o kterých se předpokládá, že existují ihned po velkém třesku měřením vlastností toho, co se nazývá plazma gluonu.

Pokud máte vysoce energetické kolize mezi olověnými jádry v LHC, které cestují téměř rychlostí světla, vytváří tuto plazmu kvarku-gluonu, horký a hustý stav hmoty, o kterém se předpokládá, že naplnil vesmír hned po velkém třesku. Z jádra olova vychází také silné elektromagnetické pole.

Ukazuje se, že vysokorychlostní jádra olova, časté interakce mezi nimi téměř a jejich elektromagnetické pole jsou receptem na zlato. „… Velmi vysoká rychlost, při které se jádra olova pohybuje v LHC (odpovídající 99,999993% rychlosti světla), způsobuje, že elektromagnetické pole linie jsou rozdrceny do tenkého palačinky, příčné ke směru pohybu, což vytváří krátkodobý puls fotonů,“ vysvětluje lidi v CERN (evropská organizace), která vede LHC.

„To často spustí proces zvaný elektromagnetická disociace, přičemž foton interagující s jádrem může vzrušit oscilace jeho vnitřní struktury, což má za následek vyhazování malých počtu neutronů a protonů. Pro vytváření zlata (jádro obsahující 79) musí být odstraněny z olova jádra. (ZDC), aby se spočítal počet interakcí fotonu -nukleus, které vyústily v emisi nula, jeden, dva a tři protony doprovázené alespoň jedním neutronem, které jsou spojeny s produkcí olova, thallia, rtuti a zlata. “

Jako takové se z kolize vyplynula zlaté jádra a zasáhla trubku paprsku LHC, kde se okamžitě roztříštily do jednotlivých protonů, neutronů a dalších částic. Takže efektivně se olovo transmutovalo do zlata v experimentálním nastavení prostřednictvím blízkých srážek, na nejkratší okamžiky.

Toto je poprvé, kdy byla na LHC měřena produkce zlata a výsledky se objevily v Časopisy fyzické recenze minulý týden. Jistě, mohlo to být pouze 29 pikogramů zlata, ale stále se to technicky počítá jako alchymie. Naši předkové mohli být na něčem před všemi stovkami let.

Zdroj: CERN