山西
《自然》新闻（Nature News）消息，欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）的物理学家近日发现了一项现代“炼金术”，可成功将铅元素转变成金。不过，这样诞生的金原子仅能存在 1 微秒，且产出的代价极高，3 年仅能产出 29 万亿分之 1 克。
来源：Pixabay
铅的原子核有 82 个质子，金有 79 个，这种原子核层面的差异使其不可能通过传统的化学手段实现转化。
实验中，研究人员将铅离子（铅-208 原子核）在 LHC 中加速至接近光速并进行对撞。当两束铅离子没有直接“迎头相撞”，而是近距离“擦肩而过”时，一个铅离子周围的强电磁场会产生高能光子脉冲，进而激发另一个铅原子核，并使其发生电磁离解（EMD），抛射出 3 个质子，暂时变成金原子。利用专门筛选并分析元素转变事件的 LHC 大型离子对撞机实验（ALICE）探测器，研究团队进一步统计发现，在 2015 年至 2018 年间，LHC 的碰撞共产生了约 860 亿个金原子核，总质量约为 29 万亿分之 1 克。
这些新生成的金原子“移动迅速”，且非常不稳定，其中多数会在形成大约 1 微秒后撞击到实验设备或衰变成其他粒子。CERN 的另一台加速器 SPS 也曾在 2002 年至 2004 年间观测到“点铅成金”的现象，但 LHC 的实验能量更高，产生金的概率也大得多，观测结果更为清晰。作为首个系统性探测和分析 LHC 中金原子生成特性的研究，其真正意义不在于制造黄金本身，而是对粒子物理学中基本相互作用过程的深入探索，将有助于人们更深入地理解高能光子与原子核相互作用并引发其结构改变的电磁离解过程，这对优化 LHC 粒子束的质量和稳定性至关重要。相关论文 5 月 7 日发表于《物理评论 C》（Physical Review C）。（《自然》新闻）
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