中世紀的煉金術(shù)嘗試通過神秘的方法將廉價金屬轉(zhuǎn)化為黃金。盡管這一目標在當時被認為是不可能的幻想，但現(xiàn)代高能物理實驗正在以全然不同的方式實現(xiàn)這一“煉金術(shù)”。

據(jù)CERN（歐洲核子研究中心）最新披露，大型強子對撞機（LHC）在其第二輪運行期間（2015年至2018年）中，通過將鉛原子以極高速度相互撞擊，制造出了大約860億個金原子核。這些金核并非宏觀意義上的黃金，而是原子層級的金核，其總質(zhì)量僅為29皮克克（即29萬億分之一克），但卻具有明確的實驗物理意義。

此次實驗發(fā)生在LHC的ALICE（大型離子對撞實驗）探測器內(nèi)，利用其高靈敏度的粒子追蹤設備，科學家們成功記錄下了這些金原子核的產(chǎn)生與湮滅。值得注意的是，這些金原子核在生成后極短時間內(nèi)就與束流管壁發(fā)生碰撞并被摧毀，整個過程持續(xù)時間不到億分之一秒。

ALICE實驗組發(fā)言人馬可·范·李文指出：“ALICE探測器可以同時記錄大量高能粒子碰撞和少數(shù)粒子的罕見事件，這種廣泛的適應性使我們能夠研究類似‘核嬗變’的稀有現(xiàn)象。”

從核物理角度來看，金和鉛在元素周期表中的位置非常接近，金的原子核中含有79個質(zhì)子，而鉛含有82個。因此，只需從鉛原子核中移除三個質(zhì)子（以及若干中子），便可實現(xiàn)從鉛到金的轉(zhuǎn)變。而移除一個或兩個質(zhì)子則分別得到汞（80）或鉈（81）。

這種變化并非自然過程，而是通過極端高能的電磁碰撞誘發(fā)的。為了研究這些高能電磁解體過程，科學家依賴ALICE裝置中的零度量熱計（ZDC），這是一種專門用于探測碰撞中產(chǎn)生的高能質(zhì)子與中子的設備。

最新的第三輪實驗數(shù)據(jù)表明，金原子核的生成速度已經(jīng)提升至每秒大約89,000個，相比第二輪實驗的效率接近翻倍。增長的原因主要是第三輪實驗束流能量更高，從而提升了核嬗變反應的概率。

ALICE實驗組成員烏莉亞娜·德米特里耶娃表示：“這是我們首次系統(tǒng)性地檢測并分析LHC實驗中黃金原子核的生成特征。”她指出，這一成果不僅擴展了對核電磁解體機制的理解，也為相關(guān)理論模型的改進提供了實驗依據(jù)。

此外，研究人員強調(diào)，了解這些微觀過程有助于評估束流損耗，這是LHC及其未來升級版本在運行效率和安全性方面的重要參數(shù)。約翰·喬維特博士指出：“電磁嬗變過程對粒子束的穩(wěn)定性有著直接影響，因此這些實驗不僅是對基本物理問題的探索，也具有明顯的工程應用價值。”

盡管此次實驗確實實現(xiàn)了“鉛轉(zhuǎn)金”的古老設想，但從實際應用角度來看，這種方式制造黃金的成本極高、產(chǎn)量極低、存在時間極短，遠不具備工業(yè)價值。然而，它在基礎科學研究領(lǐng)域具有重要意義，證明了現(xiàn)代物理能夠精確操控原子核層面的轉(zhuǎn)變過程。

通過這一實驗，科學家不僅驗證了對撞模型的正確性，還拓展了對強相互作用與電磁相互作用耦合機制的認知。可以說，LHC的“點金術(shù)”，更像是一種精密的核物理技術(shù)驗證，而非實際的財富創(chuàng)造。