Fyzikové v CERN omylem vyrobili zlato, sen alchymistů se plní zcela náhodou a komplikuje experimenty
- Fyzikové na urychlovači LHC při pokusu napodobit Velký třesk omylem vyrobili malé množství zlata.
- Vědcům z experimentu ALICE se to podařilo tak, že jádrům olova odebrali přesně tři protony.
- Vzniklé zlato je ale tak nepatrné a nestabilní, že pro fyziky představuje spíš komplikaci než objev.
Fyzikové na Velkém hadronovém urychlovači (LHC) ve švýcarském CERN nedávno nechtěně splnili odvěký sen středověkých alchymistů: proměnili olovo ve zlato. Nestalo se tak díky theurgickým rituálům ani tajemné receptuře, nýbrž čirou náhodou při experimentu, jehož cílem bylo něco úplně jiného, a to napodobit stav vesmíru těsně po Velkém třesku.
Rozdíl mezi atomem olova a atomem zlata přitom spočívá jen v počtu protonů v jádru. Olovo jich má 82, zlato jen 79. Aby se z olova stalo zlato, stačí jeho jádru vzít přesně tři protony. Právě to se v experimentu ALICE, jednom ze čtyř velkých detektorů LHC, podařilo, byť neplánovaně.
„Extrémně malé množství, přesněji řečeno celkem asi 29 biliontin gramu,“ popisuje výsledek experimentu server The Conversation, na němž původně vyšel text fyzika Ulrika Egedeho z Monashovy univerzity.
Jak ukrást proton
Protony jsou v jádru atomu vázány extrémně silnou jadernou silou, která ale působí jen na velmi krátkou vzdálenost. Aby šlo protony z jádra doslova vytrhnout, je potřeba elektrické pole asi milionkrát silnější, než jaké v atmosféře vytvářejí blesky.
Fyzici takové pole vytvořili nepřímo, a to tak že proti sobě vysílali svazky olověných jader rychlostí blížící se rychlosti světla. Když se dvě jádra srazí čelně, zafunguje silná jaderná síla a obě jádra se zcela zničí. Mnohem častěji ale dochází jen k těsnému míjení, při němž se jádra ovlivňují výhradně elektromagneticky.
Kouzlo těsného míjení
Právě v okamžiku, kdy jedno olověné jádro těsně mine druhé, vznikne mezi nimi mimořádně silné elektrické pole. To jádry doslova zacloumá a některá z nich v reakci vypudí ven pár protonů. Pokud jádro ztratí přesně tři protony, stane se z něj zlato. Ztratí-li jen jeden, vznikne thalium, „vyklepání“ dvou protonů pak vytvoří rtuť.
Zlatá jádra ale vědci nevidí přímo. K jejich odhalení používají takzvané kalorimetry s nulovým stupněm, které počítají uvolněné protony, a teprve z jejich počtu na přítomnost zlata usuzují. Podle propočtů týmu ALICE takto při srážkách olověných svazků vzniká přibližně 89 tisíc jader zlata za sekundu.
Na kuriózní zjištění upozornil třeba deník The Independent, který připomněl, že jde de facto o naplnění dávného snu alchymistů, byť k žádné praktické zlaté horečce nedojde. Vzniklé množství zlata je totiž natolik nepatrné, že nemá sebemenší ekonomický význam.
Alchymie jako přítěž, ne požehnání
Nově vzniklé jádro zlata navíc přestává sedět na dráze, po které obíhá svazek uvnitř vakuové trubice urychlovače. V řádu mikrosekund proto narazí do stěny trubice a ze svazku vypadne. Tím se svazek postupně oslabuje, takže tato zaznamenaná produkce zlata je pro fyziky spíše na obtíž než přínosem.
Nicméně pochopení tohoto nechtěného alchymistického jevu je podle vědců zásadní pro správnou interpretaci výsledků současných experimentů i pro návrh ještě výkonnějších urychlovačů budoucnosti. Reálná alchymie se na LHC tedy provozuje každý den, ale jen v množství, které by ani středověké alchymisty nepřesvědčilo, že jejich řemeslo mělo vůbec smysl.
