在CERN大型强子对撞机（LHC）进行的一项实验中，物理学家们成功实现了铅转变为黄金的过程。通过高能铅离子碰撞，形成了短暂的黄金原子核。尽管未能将铅转化为纯黄金，但这一实验为极端条件下的粒子相互作用提供了重要见解。铅含有82个质子，在极端条件下，通过电磁脉冲使其失去三个质子，从而转变为79个质子的黄金原子。生成的黄金总质量仅为29皮克克拉姆，极其微小且不稳定，存在时间仅约一微秒。尽管如此，这一发现对粒子物理学具有深远意义，揭示了稀有电磁过程，推动了对粒子相互作用的新理解，为未来的研究开辟了新途径。

在CERN大型强子对撞机上的一次非凡实验

在CERN大型强子对撞机（LHC）进行的一项开创性实验中，物理学家们成功地实现了将铅暂时转变为黄金的非凡壮举。这一现代炼金术的诠释发生在铅离子的高能碰撞过程中，短暂地形成了黄金原子核。尽管这一过程并未实现将铅转化为纯黄金的古老梦想，但它在科学上具有重要意义，为极端条件下粒子相互作用提供了宝贵的见解。

数世纪以来，将铅转变为黄金的概念一直吸引着炼金术士。尽管历史上通过化学手段实现这一目标的尝试未能成功，但当代物理学家们利用尖端的粒子物理技术，成功找到了实现这一梦想的方法。位于瑞士日内瓦附近的LHC将铅离子加速至接近光速，促成了偶尔产生电磁脉冲的相互作用。这种脉冲可以引发铅原子核的反应，导致质子的喷射，从而将其转变为黄金。

黄金生成的机制

理解铅转变为黄金的过程需要掌握其背后的物理原理。铅含有82个质子，处于极端条件下，其原子核被加速至接近光速。当离子在LHC中相互穿行时，它们的电磁场会产生能量脉冲。这些能量脉冲与铅原子核相互作用，使其失去三个质子，从而将铅原子核转变为一个包含79个质子的黄金原子。

尽管在这些相互作用中并非只有黄金这一元素被生成，但黄金作为最重要的元素之一，仍然引人注目。该过程还产生了其他元素，如铊和汞，但其数量相比黄金要多得多。CERN的团队利用ALICE探测器计数在碰撞过程中从铅原子核喷射出的质子和中子，从而有效追踪这些不同元素的产生。

黄金的短暂性质及其意义

尽管成功地创造了黄金，但所产生的数量极其微小。生成的黄金总质量约为29皮克克拉姆，相当于29万亿分之一克，这一质量小到肉眼无法察觉。在LHC中形成的黄金原子极为不稳定，仅存在约一个微秒便会解体。它们迅速与LHC的墙壁碰撞或衰变为其他粒子，使黄金的存在变得短暂。

尽管生成的黄金数量微不足道，但对粒子物理学的意义深远。这项实验使科学家们得以探索稀有的电磁过程，带来了对粒子在极端条件下相互作用的新理解。物理学家乌莉安娜·德米特里耶娃指出：“得益于ALICE ZDC的独特能力，本次分析是首次系统性地实验检测和分析LHC上黄金生成特征。” 捕捉稀有事件的能力标志着研究团队的一个重要里程碑，为未来的粒子物理学研究开辟了新的途径。

出处：见配图右下角