In de krachtigste versneller ter wereld wisten wetenschappers een droom na te komen die zo oud is als de mensheid: goud creëer uit een gemeenschappelijk metaal
Eeuwenlang hebben alchemisten het leven gewijd aan een onmogelijke droom: transformeer lead in goud. Een droom gemaakt van geheime formules, geheimzinnige symbolen en filosoofstenen. Tegenwoordig is die droom werkelijkheid geworden. Niet in de rokerige kelders van een middeleeuws kasteel, maar In het hart van het meest geavanceerde wetenschappelijke laboratorium ter wereldCERN. En nee,: het is allemaal te danken aan de nucleaire fysica.
Tijdens een van de experimenten uitgevoerd naar Grote Hadron Colliderde enorme 27 km lange ondergrondse ring aan de grens tussen Frankrijk en Zwitserland, een groep onderzoekers wist te observeren Voor het eerst de directe en meetbare geboorte van goudatomen. Alles gebeurde in een fractie van een seconde, wanneer Twee loodionen gelanceerd bij snelheden dicht bij die van het licht Ze raakten zichzelf aan zonder te botsen. Een zeer zeldzame, maar zeer krachtige gebeurtenis.
Deze “quasi-collision” genereerde een elektromagnetisch veld dat zo sterk was om te verdrijven Precies drie protonen uit de kern van het loodatoom (dat 82 heeft). Resultaat? Een nieuw atoom met 79 protonen. En 79 is het atoomnummer van goud.
Goud geboren uit niets: een handvol atomen tegelijk, maar met een enorme wetenschappelijke waarde
De waargenomen botsingen vallen in een categorie die wordt genoemd Ultra -peripherische botsingenwaarin de atomen niet frontaal botsen maar zichzelf aanraken als twee automobilisten die worden vermeden voor een snorhaar. En precies in deze “aanrakingen” toont de natuur zijn meest spectaculaire kant. De geproduceerde fotonen worden dus geladen met energie dat ze de structuur van de atoomkernen veranderentransformeren – echt – de leiding in goud.
Tijdens de Run 2 van de LHC (2015-2018)ze vormden zich over 89.000 gouden atomen per seconde. Met de verhoogde energie in het volgende Run 3het nummer is verdubbeld: 178.000 atomen per seconde. Een indrukwekkend figuur, maar nog steeds ver van wat nodig zou zijn om zelfs een peper te krijgen. Denk dat gewoon in Een enkele gram goud is meer dan 3.000 miljard miljard atomen.
Bovendien is deze atomen bijna niets. Net getraind, reis op extreme snelheid e Ze worden in een mum van tijd vernietigdbreken in subatomaire fragmenten. Daarom geen hoop om ze in ingots te verzamelen of te transformeren in sieraden. Maar Wat ze waard zijn, is in kennis.
Hoe meet je een wetenschappelijk wonder? Met de precisie van Alice en het geduld van het onderzoek
Achter deze ontdekking is er niet alleen de schoonheid van het experiment, maar ook een buitengewone precisie bij het detecteren van de onmerkbare. Om met de meting om te gaan, was het experiment Alice (een groot Ion Collider -experiment)ontworpen om de “zwerm” van deeltjes te bestuderen die naar voren komen na nucleaire botsingen.
Maar in het geval van deze niet-botsingsbotsingen was het geen kwestie van het analyseren van duizenden deeltjes: Het was noodzakelijk om zich te concentreren op een paar, zeer kleine uitwijzingen van protonen en neutronen. En dit is waar een fundamenteel hulpmiddel in het spel komt: ik Nul graad calorimeters (ZDC’s). Positioneerden ver van het impactpunt, ze slaagden erin de gebeurtenissen te detecteren waarin een, twee of drie protonen werden uitgezet uit een loodkern. Het was dus mogelijk om te identificeren.
Kortom, een echte Moderne alchemiegemaakt van versnellers, deeltjes en zeer fijne gereedschap. En nee, hij zal niemand rijker maken. Maar meer en meer benadert ons om het universum te begrijpen.
Goud dient niet om juwelen te maken, maar om de diepste geheimen van het onderwerp te onthullen
CERN staat niet op het punt om een sieraden te openen en niemand probeert goud te produceren om te verkopen. Maar deze ontdekking heeft een gigantisch belang: Het stelt ons in staat om te begrijpen hoe materie zich gedraagt wanneer het tot het uiterste wordt geduwd. Deze observaties helpen ook bij het verbeteren van deeltjesbesturingssystemen en het voorkomen van dure onderbrekingen in toekomstige experimenten.
In zekere zin, De droom van de alchemisten werd gerealiseerd. Niet met magie en mysterie, maar met Wetenschap en geduld. En misschien zouden ook zij – voor deze ontdekking – glimlachen.
