🔘 دانشمندان در برخورددهنده بزرگ هادرونی شاهد تبدیل سرب به طلا بودند

🔘 دانشمندان در برخورددهنده بزرگ هادرونی شاهد تبدیل سرب به طلا بودند 

🌌(عکس: DrPixel/Moment/Getty Images) 

¹★ در قرون وسطی، تلاش برای تبدیل سرب معمولی به طلای درخشان برای مدتی به یک جنون واقعی تبدیل شده بود. 

²★ شاید این کیمیاگران باستانی باید یک برخورددهنده ذرات می‌ساختند! بر اساس مقاله جدیدی، برخورددهنده بزرگ هادرونی (LHC) سرن در دور دوم فعالیت خود بین سال‌های ۲۰۱۵ تا ۲۰۱۸ حدود ۸۶ میلیارد هسته طلا از برخورد هسته‌های پرسرعت سرب تولید کرده است. 

³★ این مقدار در واقع طلای زیادی نیست - فقط چند تریلیونیم گرم. همچنین دوام چندانی ندارد - فقط کسری از ثانیه. اما نکته جالب توجه نحوه اندازه‌گیری فیزیکدان‌هاست: با شمارش پروتون‌های همراه نوترون‌های درگیر در برخوردهای سرب با استفاده از کالریمترهای زاویه صفر (ZDCs) در آشکارساز ALICE. 

⁴★ اولیانا دمیتریوا، فیزیکدان همکاری ALICE در سرن توضیح می‌دهد: 
*«به لطف قابلیت‌های منحصر به فرد ZDCs در ALICE، این تحلیل اولین بررسی سیستماتیک تجربی تولید طلا در LHC است.»* 

⁵★ در جدول تناوبی، سرب و طلا فقط با چند خانه فاصله دارند. طلا ۷۹ پروتون و سرب ۸۲ پروتون دارد، بنابراین اساساً می‌توان با جدا کردن چند پروتون (و چند نوترون) از اتم سرب، به اتم طلا رسید. 

⁶★ این فرآیند شبیه به کیمیاگری باستانی است، اما در عمل به این سادگی نیست. شما به یک برخورددهنده ذرات نیاز دارید که بتواند ذرات را به انرژی کافی برای این جداسازی برساند. 

⁷★ به عبارت دیگر، این فرآیند بسیار انرژی‌بر است و به تجهیزات بسیار گرانقیمت و تخصصی نیاز دارد. اگر به دنبال طلا هستید، این روش از نظر انرژی، هزینه و منابع، ناکارآمدترین راه ممکن است! 

⁸★ اما سرب انتخاب محبوبی برای آزمایش‌های برخورددهنده ذرات است که به عنوان محصول جانبی، طلای موقتی تولید می‌کند. 

⁹★ همکاری ALICE اکنون تولید طلا را نه از برخورد مستقیم هسته‌های سرب، بلکه از «برخوردهای نزدیک به هم» در سرعت ۹۹.۹۹۹۹۹۳ درصد نور در LHC اندازه‌گیری کرده است. 
در این سرعت‌ها، هسته سرب با ۸۲ پروتون باردار، میدان الکترومغناطیسی را در جهت عمود بر حرکت خود مسطح می‌کند و هنگام عبور نزدیک دو هسته سرب، پالس‌هایی از فوتون تولید می‌شود. 
برهمکنش با فوتون می‌تواند ساختار داخلی هسته سرب را مختل کند و باعث دفع نوترون‌ها و پروتون‌ها شود. 

🌌 نمودار فرآیند جداسازی پروتون‌ها هنگام عبور هسته‌های پرسرعت سرب از کنار هم (CERN) 

¹⁰★ این فرآیند فقط طلا تولید نمی‌کند. حذف نوکلئون‌ها می‌تواند منجر به تولید: 
- هسته تالیوم با ۱۲۳ نوترون و ۸۱ پروتون 
- یا هسته جیوه با ۱۲۱ نوترون و ۸۰ پروتون شود. 

¹¹★ با استفاده از ZDCs در ALICE برای شمارش نوترون‌های جدا شده همراه با یک، دو یا سه پروتون، تولید هر سه عنصر در همان دور فعالیت LHC اندازه‌گیری شد. 

¹²★ تالیوم و جیوه به مقدار بسیار بیشتری نسبت به طلا تولید می‌شوند، اما حداکثر نرخ تولید طلا در حال حاضر حدود ۸۹٬۰۰۰ هسته در ثانیه از برخوردهای سرب-سرب نزدیک نقطه برخورد ALICE است. 

¹³★ در دور دوم فعالیت شتاب‌دهنده، مقدار طلای تولید شده ناچیز بود - فقط ۲۹ پیکوگرم (تریلیونیم گرم). این مقیاسی است که برای اندازه‌گیری باکتری‌ها استفاده می‌شود! یک گرم طلا شامل سکستیلیون‌ها اتم است. 

¹⁴★ علاوه بر این، هسته‌های پرسرعت طلا تقریباً بلافاصله پس از تشکیل به دیواره‌های LHC برخورد کرده و به بارانی از پروتون‌ها، نوترون‌ها و الکترون‌ها تجزیه می‌شوند. کیمیاگران قرون وسطایی قطعاً ناامید می‌شدند! 

¹⁵★ اما ما نیستیم. این علم واقعاً شگفت‌انگیز است. نه تنها دانشمندان می‌توانند اتم‌ها را با سرعت نزدیک به نور به هم بکوبند، بلکه می‌توانند تغییرات ناشی از این برخوردها را نیز تحلیل کنند. این فراتر از رویاهای دورترین اجداد ماست! 

¹⁶★ مارکو فان لیوون، فیزیکدان ذرات دانشگاه اوترخت و سخنگوی همکاری ALICE می‌گوید: 
*«شگفت‌انگیز است که آشکارسازهای ما همزمان می‌توانند برخوردهای شدید با هزاران ذره و نیز برخوردهای کم‌ذره را رصد کنند که امکان مطالعه فرآیندهای نادر «تبدیل هسته‌ای» الکترومغناطیسی را فراهم می‌کند.»* 

منبع:sciencealert

📋 یافته‌ها در مجله Physical Review C منتشر شده است.

🆔@keyhan_on1🔭

#کیمیاگری_مدرن
#برخورددهنده_هادرونی
#تبدیل_سرب_به_طلا
#فیزیک_ذرات
#سرن
#آشکارساز_ALICE

#ModernAlchemy
#LHC
#LeadToGold
#ParticlePhysics

Видео 🔘 دانشمندان در برخورددهنده بزرگ هادرونی شاهد تبدیل سرب به طلا بودند канала کیهان عنوان علم نجوم طبیعت