W podziemnym tunelu Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC), znajdującym się w Europejskim Ośrodku Badań Jądrowych CERN w pobliżu Genewy, dokonano czegoś, co przez wieki wydawało się niemożliwe. Naukowcy zdołali przekształcić ołów w złoto, realizując tym samym najstarsze marzenie alchemików.
To przełomowe odkrycie nie ma jednak nic wspólnego z magicznymi miksturami czy tajemniczymi formułami ze średniowiecznych pracowni. Zamiast tego wykorzystano najbardziej zaawansowaną technologię na świecie i najnowszą wiedzę z dziedziny fizyki cząstek elementarnych.
Od średniowiecznych pracowni do tunelu pod Alpami
Przez setki lat alchemicy próbowali znaleźć sposób na przemianę zwykłych metali w złoto. Wierzyli, że odkrycie "kamienia filozoficznego" przyniesie im nie tylko bogactwo, ale także duchową mądrość. Ich laboratoria wypełnione były bulgoczącymi kotłami, dziwnymi aparaturami i tajemniczymi eliksirami.
Dziś, w XXI wieku, to samo zjawisko zachodzi w sterylnym, kriogenicznym tunelu, 100 metrów pod ziemią. Zamiast alchemicznych pieców działają tu detektory wielkości budynków, a temperatura jest bliska zeru absolutnemu.
Promocja
Jak działa nowoczesna alchemia?
Proces jest fascynująco prosty w swojej istocie, choć niewyobrażalnie skomplikowany technicznie. Naukowcy rozpędzają jądra ołowiu do prędkości bliskich prędkości światła w 27-kilometrowym tunelu LHC. Gdy te jądra niemal się zderzają, powstają potężne pola elektromagnetyczne.
Jądro ołowiu zawiera 82 protony. Gdy w wyniku tych ekstremalnych warunków traci trzy protony, zostaje mu ich 79 - dokładnie tyle, ile ma złoto. I tak ołów staje się złotem, ale nie przez magię, lecz dzięki zrozumieniu fundamentalnych praw fizyki.
Przemiana nastąpiła podczas eksperymentu ALICE, jednego z czterech głównych projektów badawczych w LHC. To wtedy specjalne detektory o nazwie Zero Degree Calorimeter potrafiły wychwycić i potwierdzić te niezwykłe przemiany wśród chaosu milionów zderzających się cząstek.
Mikroskopijny skarb
Zanim ktokolwiek zacznie marzyć o bogactwie, warto poznać skalę tego zjawiska. W ciągu sekundy LHC produkuje około 89 tysięcy jąder złota. Brzmi imponująco? W rzeczywistości przez cztery lata eksperymentów (2015-2018) naukowcy wytworzyli zaledwie 29 pikogramów złota. To 0,000000000029 grama.
Te złote jądra istnieją również tylko przez ułamek sekundy, zanim rozbijają się o ściany detektorów lub rozpadają w wyniku innych reakcji. CERN na pewno nie będzie konkurować z kopalniami złota z RPA.
Prawdziwa wartość odkrycia
Choć finansowo eksperyment nie wzbogaci nikogo, jego znaczenie naukowe jest ogromne. Badania dostarczają bezcennych danych o modelach dysocjacji elektromagnetycznej, co pomaga zrozumieć jeden z największych problemów technicznych przy zwiększaniu mocy LHC i przyszłych akceleratorów.
Poza tym to odkrycie pokazuje, że pierwiastki chemiczne nie są niezmienne, jak kiedyś sądzono. W ekstremalnych warunkach mogą się przekształcać, otwierając nowe perspektywy dla zrozumienia budowy materii.
Pomost między przeszłością a przyszłością
Przemiana ołowiu w złoto w CERN-ie to więcej niż ciekawostka naukowa. To symboliczne połączenie tysiącletnich ludzkich marzeń z najnowocześniejszą technologią. Średniowieczni alchemicy wierzyli, że ta przemiana da im klucz do zrozumienia wszechświata. Dzisiejsi naukowcy, choć metodami całkowicie odmiennymi, realizują podobne cele.
Gdy CERN kontynuuje przesuwanie granic fizyki cząstek elementarnych, każde nowe odkrycie przybliża nas do zrozumienia fundamentalnych zasad rządzących wszechświatem. Przemiana ołowiu w złoto pozostanie poetyckim kamieniem milowym tej podróży - najstarszym naukowym marzeniem ludzkości zrealizowanym przez jej najbardziej zaawansowaną technologię.
