科技日報記者 劉霞
大型強子對撞機（LHC）大型離子對撞實驗（ALICE）合作組讓鉛束“變身”為黃金，實現(xiàn)了17世紀煉金術(shù)士的夢想。盡管這一過程僅持續(xù)了1微秒，而且成本高昂，但深入了解這一反應(yīng)有助于改進粒子加速實驗。相關(guān)研究成果發(fā)表于《物理評論快報》雜志。
幾個世紀以來，化學(xué)家們一直夢想將儲量豐富的鉛（質(zhì)子數(shù)82）變?yōu)檎滟F的黃金（質(zhì)子數(shù)79）。如今，歐洲核子研究中心的科學(xué)家另辟蹊徑：讓鉛離子束以接近光速對撞，在微觀世界里實現(xiàn)了這個“點鉛成金”的奇跡。
在實驗過程中，當兩束鉛離子對撞時，其周圍產(chǎn)生的強電磁場會激發(fā)鉛核釋放3個質(zhì)子，從而蛻變?yōu)榻鹪雍恕?shù)據(jù)顯示，在2015—2018年間，LHC累計產(chǎn)生了860億個金原子核，總重量卻僅有29萬億分之一克，而且這些“人造黃金”轉(zhuǎn)瞬即逝，平均持續(xù)壽命僅1微秒（百萬分之一秒），隨即便會分解為其他粒子。
ALICE合作組表示，雖然鉛束對撞始終會產(chǎn)生微量金元素，但本次研究首次系統(tǒng)性地捕捉并解析了這一奇妙反應(yīng)的特性。他們無意涉足“煉金產(chǎn)業(yè)”，但這項發(fā)現(xiàn)對提升LHC性能具有重要意義。理解這些微觀轉(zhuǎn)化機制，對于控制粒子束的質(zhì)量與穩(wěn)定性至關(guān)重要。
