لطالما كان حلم الكيميائيين في القرن السابع عشر تحويل الرصاص إلى ذهب، وقد تحقق هذا الحلم أخيرًا بفضل الفيزيائيين في مصادم الهدرونات الكبير (LHC) في سيرن. وعلى الرغم من أن التحويل لم يدم سوى لجزء صغير من الثانية وكلفته باهظة، إلا أنه يشكل إنجازًا علميًا مذهلاً.
التحول الكيميائي عبر العصور
كان الكيميائيون الأوائل يأملون في تحويل الرصاص المتوفر بكثرة إلى الذهب الثمين، ولكن الاختلاف في عدد البروتونات بين العنصرين (82 للرصاص و79 للذهب) جعل ذلك مستحيلاً بالوسائل الكيميائية التقليدية.
اليوم، في مختبر سيرن، استطاع العلماء تجاوز هذه العقبة باستخدام التكنولوجيا المتقدمة في مصادم الهدرونات الكبير، حيث يتم تصادم الأيونات بسرعات قريبة من سرعة الضوء، مما يتيح إمكانية التحول الكيميائي على مستوى الجزيئات.
التقنيات المستخدمة في سيرن
في مختبر سيرن، يتم توجيه حزم من الرصاص إلى بعضها البعض بسرعة فائقة. وفي بعض الأحيان، تتجنب هذه الأيونات الاصطدام المباشر وتلتقي في مسارات قريبة، مما يخلق مجالًا كهرومغناطيسيًا قويًا حول الأيون.
هذا المجال يمكن أن يولد نبضة من الطاقة التي تؤدي إلى إطلاق نواة الرصاص ثلاث بروتونات، محولة إياها إلى ذهب. وقد ساعدت هذه العملية في إجراء دراسات جديدة حول كيفية تأثير الفوتونات على النوى الذرية.
دور تجربة ALICE
تجربة ALICE في مصادم الهدرونات الكبير كانت الوحيدة التي تمكنت من اكتشاف وتحليل هذه التحولات الذهبية. وفقاً للعالمة أوليانا دميترييفا، فإن هذه التجربة سمحت بالكشف المنهجي عن إنتاج الذهب في LHC وتحليل توقيعاته.
من 2015 إلى 2018، قدرت التجربة أن الاصطدامات في LHC أنتجت 86 مليار نواة ذهبية، أي ما يعادل حوالي 29 تريليون من الجرام. ومع ذلك، فإن هذه الذرات الذهبية السريعة وغير المستقرة كانت تدوم لفترة قصيرة جدًا.
آفاق البحث المستقبلي
ليس لدى الباحثين في سيرن أي خطط لتحويل إنتاج الذهب إلى مشروع تجاري، لكنهم يرون بأن فهم كيفية تأثير الفوتونات على النوى يمكن أن يساهم في تحسين أداء LHC.
هذا الفهم قد يساعد في تحسين جودة واستقرار الشعاع في التجارب المقبلة، مما يفتح آفاقًا جديدة في مجال فيزياء الجسيمات.
الخاتمة
لقد حقق العلماء في سيرن إنجازًا مذهلاً بتحويل الرصاص إلى ذهب في تجربة توضح الإمكانيات الهائلة للتكنولوجيا الحديثة في مجال الفيزياء. على الرغم من أن هذا التحويل ليس ذا جدوى اقتصادية، إلا أنه يفتح أبوابًا جديدة للفهم العلمي وتحسين تقنيات التجارب في المستقبل.
