Зачем в адронном коллайдере делают золото из свинца, и почему это не отразится на экономике

Мечта древних алхимиков стала реальностью, но совсем не так, как они себе это представляли. Без магии, без загадочных ритуалов — только с помощью самой передовой науки. Сегодня физики из ЦЕРН смогли то, о чём столетиями грезили мистики: превратили свинец в золото. Правда, цена этого превращения — миллиарды евро и триллионные доли грамма на выходе. Стоило ли оно того? Давайте разбираться.

Современная алхимия в действии

С 2015 по 2018 годы учёные провели серию экспериментов на Большом адронном коллайдере (БАК), в результате которых удалось создать около 86 миллиардов ядер золота… из свинца. Хотя звучит впечатляюще, итоговая масса золота составила лишь 29 пикограммов. Эти микроскопические частицы жили лишь доли секунды, но даже они стали настоящим прорывом в ядерной физике.

Процесс удалось зафиксировать благодаря системе ALICE, в частности — с помощью калориметров нулевой степени. Работой руководила Ульяна Дмитриева, чья команда доказала: физика способна на то, что веками считалось невозможным.

Как работает "золотая трансмутация"

Свинец и золото находятся совсем рядом в таблице Менделеева. У свинца 82 протона, у золота — 79. Удалив из ядра свинца несколько протонов и нейтронов, можно получить ядро золота. Но это требует колоссальных энергий, доступных только ускорителям вроде БАК. Так как трансформация возможна исключительно при столкновениях ядер на сверхвысоких скоростях.

Не только золото

Интересно, что вместе с золотом в результате экспериментов появились и другие элементы — таллий и ртуть. Для анализа нейтронных потоков использовались ZDC-счётчики, позволяющие с высокой точностью отслеживать ядерные превращения.

"Сегодняшние детекторы настолько чувствительны, что фиксируют даже крайне редкие реакции. Это позволяет нам глубже понять структуру материи", — отметил физик Марко ван Леувен.

От философского камня к ускорителю

В XIV веке алхимик Никола Фламель, по преданию, создал философский камень — артефакт, способный превращать металлы в золото. Его труды окружены легендами и мистикой, однако они вдохновляли поколения искателей тайных знаний. Сегодня же алхимиком выступает БАК, а вместо заклинаний — формулы и квантовая механика.

Если сравнивать эксперименты ЦЕРН с другими лабораториями, например, Национальной лабораторией Брукхейвена в США, становится очевидно: именно ЦЕРН задаёт темп в изучении ядерных взаимодействий при экстремальных энергиях.