刚刚，科学家们完成了“点铅成金”，0.00001秒

欧洲核研究中心（CERN）大强子对撞机（LHC）一个令人震惊的壮举刚刚完成：把铅转化为黄金！这个「点石成金」虽然这个过程只持续了一微秒左右，而且成本很高，但是17世纪炼金术士的梦想在现代物理中实现了。

刚刚，科学家们把17世纪炼金术士的梦想变成了现实！

LHC试验不会产生大量的金块——但是铅离子束中的一些颗粒可以在大约一秒钟内转化为黄金。

好消息是，他们使用大型强子撞击机（LHC）铅成功地变成了黄金。

坏消息是，整个过程只有一个短暂的瞬间，而且成本很高。

这次神奇的「点石成金」手术，欧洲核子研究中心发生在瑞士日内瓦附近。（CERN）。

在花费数十亿美元建造的LHC中，铅离子发生了激烈的碰撞。

ALICE探测仪，CERN

很久以前，科学家们一直梦想着把便宜的铅转化为昂贵的黄金。

但是因为铅的质子数是82，而金的质子数是79。这一数量的差异完全取决于化学方法。

不过，CERN的研究人员现在已经做到了！

它们使铅离子以接近光速碰撞。但是有时，这些离子并没有正面碰撞，而是擦身而过。

这时，离子周围的强磁场可以产生一个能量脉冲，促使三个质子喷出迎面而来的铅原子核。奇妙的事情发生了。——

铅原子变成了黄金！

从撞击产生的碎片中，LHC的ALICE试验筛选出了这些碎片「点石成金」的瞬间。

该团队于5月7日发表在《物理评论》第一期的分析中计算，2015年至2018年间，LHC的碰撞产生了约29万亿分之一克的860亿次金原子核。

论文地址：https://journals.aps.org/prc/abstract/10.1103/PhysRevC.111.054906

这类极不稳定、快速运动的金原子大多只存在1微秒左右，然后撞上实验设备或转化为其它颗粒。

在ZPC和ZN中，EMD事件发射高达七到八个中子能量之间的相关性：ZPC和ZPCZNCZPA和ZNA(左)和ZPA(右)

每当LHC中的铅离子碰到时，就会产生黄金，但是现在只有ALICE实验的探测器才能捕捉到这个过程。

测量(圆圈)和通过 RELDIS(实线条形图)计算的给出数量中子I伴随着208Pb核UPCs中单个质子的发射截面。

ALICE团队的科学家Uliana Dmitrieva说，这个分析就是「首次对LHC中黄金的产生进行系统的检测和分析。」。

Jiangyongyong，纽约石溪大学的科学家。 Jia提到，早在2002-2004年，CERN的另一个加速器SPS就观察到了铅转化为黄金的现象。

但是这次最新的测试能量更高，产生黄金的可能性更大，而且结果也更清晰。

虽然成功实现了「点铅成金」但是CERN的研究人员并没有计划把炼金术作为副业。

她们说，这个测试是为了更好地理解光子如何改变原子核，这有助于提高LHC的性能。「了解这种过程对控制束流质量和稳定性尤为重要」，Jiangyong Jia说。

大强子对撞机（LHC）

大强子对撞机（LHC）取得了辉煌的成就。

希格斯玻色子在2012年被发现，在物理上取得了重大突破。

这一突破验证了当前科学家对宇宙中粒子和力量的最佳解释：标准模型。

建造LHC的费用已经达到了92亿美元，包括三次大的更新。第三代LHC拥有更多的数据，更好的探测器和创新方法。

在2018-22年大型强子对撞机关闭期间，ALICE实验探测器进行了改进

「如今，我们真的开始充满激情，」墨西哥普埃布拉自治大学（BUAP）粒子科学家Isabel Pedraza说，「相信第三轮运行会让我们看到一些新的东西。」

能量更高，数据更多

第三代LHC通过粒子加速器的更新改造，将使用136,000亿电子伏特。（TeV）与第二轮13万亿电子伏特相比，能量碰撞质子更高。

更高的能量碰撞应该会增加碰撞产生颗粒的机会，特别是在一些理论认为可能隐藏新物理的高能地区，CERN束流运行负责人Rende Steerenberg说。

同时，LHC的粒子束也会更加密集，增加撞击的可能性。

这样可以使LHC在更长的时间内保持峰值撞击率，最终使得实验记录的数据量相当于前两代的总和。

为应对数据洪流，LHC探测器-捕获冲击喷射颗粒并测量传感器-也进行了升级，使其更加高效、准确。

LHC的研究人员一直面临着一个大问题：冲击产生的数据太多，能够存储的数据却很少。

机器每秒使粒子束撞击4000万次，每次质子-质子撞击(称为「事件」）数百个颗粒可能会喷出。该系统必须从中挑选出最有趣的事件，并丢失大部分数据。

比如在LHC的四大实验之一的CMS中，内置的硬件触发器会根据颗粒能量等属性，每秒粗略挑选10万件左右的事件，然后软件会挑出1000件左右的事件进行完整的重建和分析。

现在信息量更大，触发系统必须选择更多的事件。

改进之一是引入GPU(图形控制部件)芯片，原本是为视频游戏设计的。

与传统Cpu相比，这些芯片可以更快地重建颗粒轨迹，使软件能够以更高的标准和更快的速度扫描数据，从而捕捉到之前可能被泄露的奇怪冲击事件。

参考资料：

https://www.nature.com/articles/d41586-025-01484-3

https://www.nature.com/articles/d41586-022-01388-6

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