Các thí nghiệm LHC không tạo ra những cục vàng lớn, nhưng một số hạt trong chùm ion chì có thể biến thành vàng trong khoảng một micro giây (Ảnh minh họa: Getty).
Giấc mơ của các nhà giả kim thế kỷ XVII đã được hiện thực hóa bởi các nhà vật lý tại Máy Gia tốc Hạt Lớn (LHC) khi họ biến chì thành vàng - dù chỉ trong một phần nhỏ của giây và với chi phí rất tốn kém.
Quá trình này diễn ra tại Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN), nơi sở hữu cỗ máy LHC trị giá hàng tỷ đô la có khả năng giúp các ion chì va chạm với nhau.
Các nhà hóa học thời xưa từng hy vọng biến nguyên tố chì dồi dào thành vàng quý hiếm. Tuy nhiên, sự khác biệt về số proton giữa hai nguyên tố (82 đối với chì và 79 đối với vàng) khiến điều này không thể thực hiện được bằng các phương pháp hóa học thông thường.
Các nhà nghiên cứu tại CERN đã đạt được thành tựu này bằng cách hướng các chùm ion chì vào nhau, di chuyển với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng. Đôi khi, các ion này lướt sượt qua nhau thay vì va chạm trực diện.
Khi điều này xảy ra, trường điện từ cực mạnh xung quanh một ion có thể tạo ra một xung năng lượng, kích thích hạt nhân chì đang lao tới bắn ra 3 proton - và biến nó thành vàng.
Máy dò ALICE Tại CERN (Ảnh: CERN).
Thí nghiệm ALICE của LHC đã phân tách những trường hợp biến đổi này khỏi các mảnh vỡ va chạm lớn hơn. Trong một phân tích được công bố vào ngày 7/5 trên Tạp chí Physical Review, nhóm nghiên cứu đã tính toán rằng từ năm 2015 đến năm 2018, các vụ va chạm tại LHC đã tạo ra 86 tỷ hạt nhân vàng - tương đương khoảng 29 phần nghìn tỷ của một gam.
Hầu hết các nguyên tử vàng không ổn định, chuyển động nhanh này chỉ tồn tại trong khoảng 1 micro giây trước khi va vào thiết bị thí nghiệm hoặc vỡ thành các hạt khác.
Vàng được tạo ra bất cứ khi nào chùm tia chì va chạm tại LHC, nhưng ALICE là thí nghiệm duy nhất có các máy dò được thiết lập để phát hiện quá trình này.
Uliana Dmitrieva, một nhà vật lý và là thành viên của nhóm hợp tác ALICE cho biết: "Phân tích này là lần đầu tiên phát hiện và phân tích một cách có hệ thống dấu hiệu sản xuất vàng tại LHC theo phương pháp thực nghiệm".
Theo Jiangyong Jia, một nhà vật lý tại Đại học Stony Brook ở New York, Mỹ, một máy gia tốc khác của CERN có tên là SPS đã quan sát thấy chì chuyển thành vàng từ năm 2002 đến năm 2004. Tuy nhiên, ông nói thêm, các thí nghiệm mới nhất tại LHC có năng lượng cao hơn, khả năng tạo ra vàng lớn hơn nhiều và cho kết quả quan sát rõ ràng hơn.
Các nhà nghiên cứu CERN không có kế hoạch sản xuất vàng như một mục đích phụ. Thay vào đó, họ cho biết việc hiểu rõ hơn cách photon có thể thay đổi hạt nhân sẽ giúp họ cải thiện hiệu suất của LHC.
Jia nhận định: "Việc hiểu các quá trình như vậy rất quan trọng để kiểm soát chất lượng và độ ổn định của chùm tia của máy gia tốc hạt".
