Klesne čoskoro cena zlata na absolútne minimum? Senzácia: Fyzikom sa teraz prvý raz podarilo to, o čo sa po stáročia usilovali stredovekí alchymisti: Premeniť olovo na zlato!

Alchymisti staroveku a stredoveku mali jeden veľký cieľ: chceli premeniť obyčajné kovy, ako je napr. olovo, na zlato – najvzácnejšie a najodolnejšie zo všetkých kovov.

Mnohí z nich sa pokúšali dosiahnuť túto transmutáciu chemickými pokusmi, iní hľadali kameň mudrcov, ktorý by túto takzvanú chryzopiu umožnil.

Alchýmii sa venoval aj svetoznámy  dánsky astronóm Tycho Brahe, ktorý posledné dva roky života strávil v Prahe, i geniálny prírodovedec Isaac Newton.

Ani jeden z nich však nebol úspešný.

Niet divu - olovo a zlato sú rôzne prvky, ktoré sa nedajú premeniť z jedného na druhý žiadnou chemickou reakciou na svete.

Jediný spôsob, ako to dosiahnuť, je manipulovať s jadrom atómu olova tak, že ak sa odstránia tri protóny, môže vzniknúť zlato.

Presne to sa deje v jednom z najväčších strojov na svete, a to vo veľkom hadrónovom urýchľovači (LHC) vo výskumnom stredisku CERN neďaleko Ženevy.

V 27-kilometrovom prstenci LHC sa protóny bežne navzájom zrážajú takmer rýchlosťou svetla. Fyzici niekoľko týždňov využívali zariadenie aj na zrážku jadier olova. Hlavným cieľom je vytvoriť a študovať kvark-gluónovú plazmu v detektore ALICE na LHC – kozmickej „prapolievke“.  Pri týchto zrážkach olova v LHC sa však často stáva, že sa ťažké jadrá olova tesne minuli.

Napriek tomu tieto ultraperiférne kolízie (UPC) nie sú bez následkov: Silne kladne nabité atómové jadrá, zrýchlené na 99,999993 percent rýchlosti svetla, generujú silné elektromagnetické polia, ktoré počas svojho blízkeho prechodu navzájom interagujú.

„Sily pôsobiace v tomto procese môžu spôsobiť elektromagnetickú disociáciu atómových jadier,“ vysvetľujú fyzici z CERNu.

Výsledok: Atómy olova strácajú časť neutrónov a protónov – a tie vytvárajú nové prvky ako tálium, ortuť a zlato.

Fyzici v CERNe po prvýkrát skúmali a podrobnejšie vypočítali, ako často sa táto fyzikálna transmutácia vyskytuje v urýchľovači LHC a koľko zlata sa vyrába.

Bolo to možné, pretože nulové kalorimetre (ZDC) detektora zachytávajú fotóny a neutróny uvoľnené počas elektromagnetickej disociácie jadier olova. Z týchto údajov je potom možné určiť, ako často olovo stráca jeden, dva alebo tri protóny.

„Naša analýza je prvou, ktorá odhalila a experimentálne analyzovala množstvo produkcie zlata v LHC,“ vysvetľuje fyzička Uliana Dmitrieva.

Miliardy zlatých jadier – ale nie je z nich žiadne bohatstvo!

Výsledok: Len v detektore ALICE v CERNe sa pri zrážkach olova vytvorí za sekundu až 89 000 atómových jadier zlata. Vedci zistili, že počas trojročného druhého chodu urýchľovača častíc sa v LHC vytvorilo celkovo asi 86 miliárd zlatých jadier. V treťom období ich bolo asi dvakrát toľko.

„Transmutácia olova na zlato bola snom stredovekých alchymistov – v LHC sa to splní,“ píše tím.

To však neznamená, že vnútro urýchľovača je teraz pokryté zlatom:

86 miliárd zlatých jadier spolu váži len 29 pikogramov – iba tretinu z váhy jedinej červenej krvinky. Všetko zlato z LHC by nestačilo ani na maličký šperk.