Физики произвели золото из свинца на БАК

Сотни лет назад алхимики пытались превратить дешевый и распространенный свинец в желанное всеми золото, но никто из них в этом так и не преуспел. Оказалось, оторвать от свинца два нейтрона и три протона можно с помощью бомбардировки нуклонами или в ускорительном кольце Большого адронного коллайдера. Можно сказать, для исполнения алхимической мечты потребовалось сотрудничество ученых и инженеров со всего мира.

Для трансформации даже не пришлось сталкивать заряженные частицы. Ученые заставили сильно разогнанные ядра свинца проходить очень близко друг к другу. Когда ядра промахиваются друг мимо друга, не «касаясь», окружающие их интенсивные электромагнитные поля могут вызывать фотон-фотонные и фотон-ядерные взаимодействия.

Высокая скорость полета ядер заставляет электромагнитное поле вокруг них менять конфигурацию. Формируется кратковременный импульс фотонов. Это запускает процесс электромагнитной диссоциации — взаимодействующий с ядром фотон может возбуждать колебания его внутренней структуры. Может произойти выброс из ядра небольшого количества нейтронов и протонов. Так из свинца с 82 протонами образуются таллий (81 протон), ртуть (80 протонов) и золото (79 протонов).

Физики впервые использовали кварки и глюоны для описания свойств атомного ядра

Исследователям впервые удалось применить теоретические модели так, чтобы описать свойства атомных ядер через кварки и глюоны. До сих пор ученые пользовались для этого только протонами и нейтронами….

naked-science.ru

Количества золота при этом следовые, оно не выпадает в виде осадка. Полученные ядра в принципе долго не «живут»: при тех энергиях, с которыми работает БАК, получившиеся металлы распадаются на составные части при столкновении со стенками ускорителя.

Анализ данных эксперимента показал, что во время второго запуска БАК в 2015-2018 годах в четырех основных экспериментах было создано около 86 миллиардов ядер золота. По массе это соответствует всего 29 пикограммам. Мощность БАК постоянно растет благодаря регулярным обновлениям, и третий запуск ускорителя произвел почти вдвое больше золота. Но все еще, чтобы получить один грамм золота, потребуется приблизительно 500 миллионов лет непрерывной работы системы.

Геологи объяснили, как образуются залежи золотых самородков

Месторождения самородного золота приурочены главным образом к кварцевым жилам. Считается, что оно осаждается из горячих магматических растворов, внедряющихся по трещинам в горных породах. Однако об…

naked-science.ru

Узнать, что ядра свинца в принципе изменились, ученые могут по данным детекторов в эксперименте ALICE. Они в основном отслеживают данные о протонах и нейтронах, испускаемых при взаимодействии ядер. Также измененные ядра в движении отклоняются от основного пучка, на который настроена система. То, насколько они отклоняются, служит дополнительным маркером веса получившегося объекта. Данные об эксперименте опубликованы в издании Physical Review Journals.

«Благодаря уникальным возможностям калориметров нулевого угла (ZDC) на детекторе ALICE мы впервые смогли систематически наблюдать и анализировать создание золота в БАК в процессе экспериментов», — отметила физик Ульяна Дмитриева (Uliana Dmitrieva) из коллаборации ALICE.