瑞士欧洲核子研究组织实验人员，在模拟宇宙大爆炸时，意外实现铅向黄金的转化

据美媒3月31日报道，瑞士欧洲核子研究组织的“爱丽丝”实验研究人员在试图重现宇宙诞生后不久的条件时，生产出了微量的这种贵金属。几个世纪以来，中世纪的炼金术士一直试图将铅变成黄金，但都无济于事，而现代科学家通过以极高的速度将铅原子相互撞击，实现了这一壮举。不过，他们的产量极少，总共只有约29万亿分之一克。

古代炼金术士长期以来一直认为，他们可以通过化学过程将铅或铜等贱金属转化为黄金或白银。他们甚至认为自己能够发现治疗疾病的方法或延长寿命的途径。这种做法始于古埃及、印度，最终在中世纪传播到英国和欧洲。在那里，它更像是一种神秘的追求，但最终为现代化学中使用的许多工艺奠定了基础。

如今，科学家们很清楚铅和金是不同的元素——一个铅原子的原子核比一个金原子的原子核多三个质子。要从原子核中去除质子，需要克服将粒子以巨大力量结合在一起的强相互作用力——这种力量在大型强子对撞机内部是存在的。电场可以因质子带电而对其施加影响，但所需的场强是一百万倍于闪电的强度。

欧洲核子研究组织的科学家通过将铅原子核加速到接近光速的速度来产生这些极端条件。他们专门研究原子核之间的高能碰撞，以模拟宇宙大爆炸后几分之一秒内存在的极端温度和能量密度。当两个原子核擦肩而过而非直接碰撞时，它们之间的电磁力变得极其强烈。这种接近产生了快速波动的场，使原子核振动，甚至可能将质子从原子核中完全剥离。

一个铅原子核如果恰好失去三个质子，就会变成金，完成了炼金术士曾经仅通过化学手段试图实现的转变。在大型强子对撞机中，“爱丽丝”实验在运行期间每秒大约产生89000个金原子核。研究人员还观察到了其他元素的产生，包括当失去一个质子时产生铊，以及当失去两个质子时产生汞。

到目前为止，参与研究的科学家还无法用肉眼看到黄金。相反，研究团队依靠称为零度量能器的专门仪器来计算有多少质子被喷射出来。铅原子核的正面碰撞会因强核力而导致完全毁灭。然而，擦肩而过却可以完全改变元素。

一旦铅原子核失去质子，它就会偏离在对撞机的真空束流管内循环所需的路径。在极短的时间内，这些改变后的原子核就会撞上束流管的管壁。这种碰撞效应会随着时间的推移逐渐减弱束流的强度。