点铅成金：科学家利用大强子对撞机短时间创造金原子

IT 世家 5 月 11 欧洲核子研究中心日新闻（CERN）通过大型强子撞击机科学家（LHC）在试验中，第一次系统观察到铅原子核在极高的能量碰撞中短暂地转化为金原子核，揭示了核过程的新机制。

也就是说，研究人员以科学的方式实现了炼金术士的终极梦想 —— 点石成金，但这里更准备的说法应该是“点铅成金”。尽管这个“点铅成金”的过程极其短暂，而且成本也很高。

这个实验的关键在于铅离子束的“近距离错过”撞击： 82 当一个质子的铅离子以极高的速度“擦身而过”时，它强大的磁场会激发光子脉冲。这类高能光子与相邻铅核相互作用，导致后者射出。 3 一个质子和几个中子，铅(82) 转化为黄金(79 质子）。ALICE 小组使用零度量热器（ZDC）随着中子数的变化，精确地跟踪了这个过程，第一次系统量化。

在 2015~2018 年 LHC 第二轮运行期间，ALICE 这个实验小组记录了 860 一亿次金原子核的诞生，总质量只有 29 皮克(万亿分之一克)。这种金原子核是近光速(99.99993% 光速)运动，平均寿命约为 1 微秒。

▲ 高速铅原子核相互碰撞时质子脱落的过程示意图

除了金原子，这个过程还会产生(81) 汞质)和汞(80 质子）。资料显示，汞原子核的最大产量可以达到每秒 8.9 一万个，是金的几千倍。CERN 科学家 Jiangyong Jia 指出，尽管 2002-2004 年 SPS 加速器已经观察到了铅转金现象， LHC 测试在能量强度、产生概率和观测精度方面都有质的提高。

ALICE 发言人，乌得勒支大学颗粒科学家 Marco van Leeuwen “探测器不仅可以处理产生1000多粒子的碰撞，还可以捕捉到只产生少数粒子的稀缺过程，这是令人惊叹的。”

研究者说，尽管如此 CERN 不打算做“炼金”副业，但是深入了解光子如何改变原子核，也有助于改善。 LHC 更好地探索宇宙奥秘的运行性能。

IT 世家人注意到，有关论文已于 5 月 7 日本在《物理评论》上发表，并在《自然》上发表报道。

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