Το Όνειρο των Μεσαιωνικών Αλχημιστών γίνεται Πραγματικότητα: Επιστήμονες στο CERN παρατηρούν τη Μεταστοιχείωση του Μολύβδου σε Χρυσό
Για αιώνες, η ιδέα της μετατροπής του μολύβδου σε χρυσό παρέμενε άπιαστη, παρά τις αδιάκοπες προσπάθειες. Αν και τα δύο μέταλλα έχουν παρόμοια πυκνότητα, η σύγχρονη επιστήμη έχει αποδείξει ότι πρόκειται για ξεχωριστά και χημικά μη εναλλάξιμα στοιχεία. Ωστόσο, φαίνεται ότι ο χρυσός μπορεί να παραχθεί, αν και σε ελάχιστες ποσότητες, στην καρδιά του πειράματος ALICE (Large Ion Collider Experiment), ενός από τα κεντρικά όργανα του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN.
Το πείραμα ALICE επικεντρώνεται στη φυσική των βαρέων ιόντων και εξερευνά τη φύση της ύλης υπό ακραίες ενεργειακές συνθήκες. Μέσα από υψηλής ενέργειας συγκρούσεις πυρήνων μολύβδου στον LHC, οι επιστήμονες μπορούν να αναδημιουργήσουν στιγμιαία πλάσμα κουάρκ-γλουονίων, μια μορφή ύλης που υπήρξε αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, το κοσμικό φαινόμενο που θεωρείται ότι γέννησε το Σύμπαν.
Παρ’ όλα αυτά, ο χρυσός δεν προκύπτει άμεσα από αυτές τις συγκρούσεις. Αντ’ αυτού, σχηματίζεται όταν οι πυρήνες μολύβδου βρίσκονται σε κατάσταση σύγκρουσης, αλλά η τελική σύγκρουση δεν είναι… μετωπική. «Είναι εκπληκτικό ότι οι ανιχνευτές μας μπορούν να διαχειρίζονται μετωπικές συγκρούσεις που παράγουν χιλιάδες σωματίδια, ενώ ταυτόχρονα είναι ευαίσθητοι σε συγκρούσεις που παράγουν μόνο λίγα σωματίδια, επιτρέποντας τη μελέτη των διαδικασιών ηλεκτρομαγνητικής μεταστοιχείωσης», δήλωσε ο εκπρόσωπος του πειράματος ALICE, Μάρκο Βαν Λιούβεν.
Η Γέννηση του Χρυσού
Τα έντονα ηλεκτρομαγνητικά πεδία γύρω από τους ταχέως κινούμενους πυρήνες μολύβδου κατά τις συγκρούσεις δημιουργούν σύντομους παλμούς φωτονίων. Όταν αυτά τα φωτόνια αλληλεπιδρούν με πυρήνες, προκαλούν ένα φαινόμενο γνωστό ως ηλεκτρομαγνητική ρήξη, κατά την οποία πρωτόνια και νετρόνια εκτοξεύονται από τον πυρήνα. Σε σπάνιες περιπτώσεις, τρία πρωτόνια απελευθερώνονται από έναν πυρήνα μολύβδου, αφήνοντας πίσω χρυσό.
Η ομάδα ALICE χρησιμοποίησε εξειδικευμένα όργανα, τα Zero Degree Calorimeters (ZDC), για να μετρήσει αυτά τα σπάνια γεγονότα. Αναλύοντας τον αριθμό των εκτοξευμένων πρωτονίων και νετρονίων, οι ερευνητές μπόρεσαν να διακρίνουν τη δημιουργία άλλων βαρέων στοιχείων όπως το θάλλιο και ο υδράργυρος σε σχέση με το χρυσό.
Ωστόσο, οι παραγόμενοι πυρήνες χρυσού δεν διαρκούν πολύ. Ταξιδεύοντας κοντά στην ταχύτητα του φωτός, συγκρούονται με τα τοιχώματα του επιταχυντή ή στα εξαρτήματά του και διασπώνται σχεδόν αμέσως σε μικρότερα σωματίδια. Οι αριθμοί, αν και εντυπωσιακοί, δείχνουν ότι κατά τη διάρκεια του δεύτερου κύκλου του LHC (2015–2018) παρήχθησαν περίπου 86 δισεκατομμύρια πυρήνες χρυσού, με τον τρίτο κύκλο ήδη να έχει σχεδόν διπλασιάσει αυτόν τον αριθμό.
Παρόλα αυτά, η συνολική μάζα του παραγόμενου χρυσού παραμένει εξαιρετικά μικρή – τρισεκατομμύρια φορές λιγότερη από ό,τι απαιτείται για την κατασκευή μιας βέρας. Αν και αυτό μπορεί να απογοητεύει κάποιους, το πείραμα, που δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση «Physical Review C», ανοίγει νέες προοπτικές για την κατανόηση του σχηματισμού των στοιχείων και του τρόπου που τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία αλληλεπιδρούν με τους ατομικούς πυρήνες.
Naftemporiki.gr
