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8月15日,据英国《独立报》报道,瑞士欧洲核子研究中心(CERN)的物理学家在模拟宇宙大爆炸的实验中取得了意想不到的突破。在大型强子对撞机(LHC)的ALICE实验项目中,科学家们在高速对撞铅原子的过程中,竟然意外制造出了极其微量的黄金。这一发现让中世纪炼金术士梦寐以求的“点石成金”,在现代顶尖物理实验室中以一种奇特的方式变成了现实。
从科学角度看,铅与黄金的界限其实并没有想象中那么遥不可及。铅原子的原子核里有82个质子,而黄金只有79个。从理论上讲,只要能从铅原子里踢出三个质子,它就变成了金原子。这在化学领域是绝对不可能完成的任务,因为原子核被一种极其强大的“强核力”紧紧束缚着。
说白了,这并不是什么点石成金的魔法,而是一场暴力至极的“减法游戏”。
为了模拟宇宙诞生初期的极端状态,物理学家将铅核加速到接近光速并进行对撞。在ALICE实验中,当两个铅核以惊人的速度“擦肩而过”时,它们之间会产生一个恐怖的电场。这个电场的强度比地球大气层中闪电产生的电场还要强一百万倍。在这种极端能量的冲击下,铅核会发生剧烈震动并随机吐出质子。如果恰好吐出了三个,铅就蜕变成了金。
事实上,这种现代炼金术的产量低得令人绝望。科学家们通过精密计算发现,在整个实验过程中,他们总共只产生了大约29万亿分之一克的黄金。即便在对撞机全速运转的情况下,每秒也只能产生约89,000个金原子核。对于想要靠此发财的人来说,这无疑是一个昂贵的玩笑。
除了黄金,科学家们还观察到了其他元素的诞生:当铅核失去一个质子时变成了铊,失去两个时则变成了汞。
业内分析人士指出,这种意外的“炼金”对物理学家来说,其实更像是一种麻烦而非恩赐。一方面,它为研究强电磁场下的核物理提供了宝贵数据;但另一方面,这些变异后的原子核会立即偏离预定的运行轨道。在短短几微秒内,这些刚刚诞生的金原子就会脱离真空管道,像脱缰的野马一样撞向对撞机的内壁,导致束流强度不断减弱。
对于追求极致实验精度的科学家而言,黄金在大型强子对撞机里不是财富的象征,而是干扰实验的“杂质”。他们必须深入理解这种“炼金术”的原理,才能为未来更宏大的物理实验扫清障碍。
在日内瓦地下深处的环形隧道里,那些刚刚蜕变成金的原子核在微秒之间便偏离了航线,最终重重地撞击在冰冷的真空管金属壁上,化为肉眼不可见的尘埃。
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