เซิร์น ตรวจจับการเปลี่ยนตะกั่วเป็นทองด้วยเครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่
การเปลี่ยนตะกั่วหรือโลหะพื้นฐานให้กลายเป็นทอง เป็นความฝันของนักเล่นแร่แปรธาตุในยุคกลาง การแสวงหาอันยาวนานนี้ซึ่งเรียกว่า ไครโซโพเอีย (chrysopoeia) เป็นรูปงูกินหางตัวเอง หรือ เรื่องราวศิลานักปราชญ์
เมื่อสังเกตว่า ตะกั่วสีเทาหม่นซึ่งมีอยู่ค่อนข้างมากนั้นมีความหนาแน่นใกล้เคียงกับทองคำ เนื่องจากมีสีที่สวยงามและหายาก จนกระทั่งในเวลาต่อมาจึงได้ชัดเจนว่า ตะกั่วและทองคำเป็นธาตุทางเคมีที่แตกต่างกัน และวิธีการทางเคมีไม่สามารถเปลี่ยนธาตุทั้งสองให้เป็นอีกธาตุหนึ่งได้
เมื่อฟิสิกส์นิวเคลียร์เริ่มรุ่งเรืองในศตวรรษที่ 20 ได้มีการค้นพบว่าธาตุหนักสามารถเปลี่ยนเป็นธาตุอื่นได้ ไม่ว่าจะด้วยวิธีธรรมชาติโดยการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี หรือในห้องทดลองโดยการโจมตีด้วยนิวตรอนหรือโปรตอน แม้ว่าจะมีการผลิตทองคำด้วยวิธีเทียมมาก่อน
แต่ปัจจุบัน หน่วยงาน ALICE ได้วัดการเปลี่ยตะกั่วให้เป็นทองคำด้วยกลไกใหม่ที่เกี่ยวข้องกับการชนกันแบบเกือบชนกัน (Near-miss collisions) ระหว่างนิวเคลียสของตะกั่วที่ LHC
สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ออกมาจากนิวเคลียสตะกั่วมีความแข็งแกร่งเป็นพิเศษ เนื่องจากนิวเคลียสมีโปรตอน 82 ตัว ซึ่งแต่ละตัวมีประจุพื้นฐาน 1 ตัว นอกจากนี้ ความเร็วที่สูงมากในการเคลื่อนที่ของนิวเคลียสตะกั่วใน LHC (ซึ่งเทียบเท่ากับ 99.999993% ของความเร็วแสง) ทำให้เส้นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าถูกบีบอัดให้บางเป็นแผ่นบางๆ ในแนวขวางกับทิศทางการเคลื่อนที่ ส่งผลให้เกิดพัลส์โฟตอนชั่วระยะเวลาสั้นๆ
บ่อยครั้งสิ่งนี้จะกระตุ้นกระบวนการที่เรียกว่า การแยกตัวทางแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งโฟตอนที่โต้ตอบกับนิวเคลียสสามารถกระตุ้นการสั่นของโครงสร้างภายใน ส่งผลให้มีการขับนิวตรอนและโปรตอนจำนวนเล็กน้อยออกไป เพื่อสร้างทองคำ (นิวเคลียสที่มีโปรตอน 79 ตัว) จะต้องกำจัดโปรตอน 3 ตัวออกจากนิวเคลียสตะกั่วในลำแสง LHC
แปลและเรียบเรียงโดย
One To Many - A Brief Science
.
แหล่งอ้างอิง
[1] ALICE detects the conversion of lead into gold at the LHC
[2] Proton emission in ultraperipheral Pb-Pb collisions at √𝑠𝑁𝑁=5.02 TeV
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
