Thuật giả kim trở thành hiện thực rồi anh em: máy gia tốc hạt lớn biến chì thành vàng

10/05/2025 14:59
Thuật giả kim trở thành hiện thực: máy gia tốc hạt lớn của Châu Âu biến chì thành vàng

Từ thời cổ đại, các nhà giả kim đã tìm cách biến các kim loại như chì hay thủy ngân thành vàng. Tới thời Trung cổ thì niềm khao khát này càng mãnh liệt hơn, dĩ nhiên là họ đã thất bại. Mãi tới nửa đầu thế kỷ 20, vàng mới có thể được sản xuất nhân tạo bằng cách cho bắn phá các hạt neutron hay proton.


Chì có nhiều điểm giống với vàng. Chúng đều là các kim loại nặng, có số proton trong hạt nhân rất gần nhau là 82 (chì) và 79 (vàng). Nếu như chúng ta rất khó biến một kim loại nhẹ như natri hay liti thành vàng, thì với chì sẽ khả thi hơn.


Trong báo cáo nghiên cứu mới công bố trên tờ Physical Review, các nhà vật lý tại Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân Châu Âu (CERN) đã công bố các phép đo của họ trong lần chạy thứ 2 (2015-2018) và lần chạy thứ 3 (2022-nay) của Máy Gia tốc hạt Lớn (LHC). Trong đó, họ phát hiện ra chì có thể biến thành vàng theo một cơ chế hoàn toàn mới: những hạt nhân chì đi sượt qua nhau cũng có thể tự biến thành vàng.


Bằng cách sử dụng máy dò ZDC ALICE, họ thấy khi các hạt nhân chì bay sượt qua nhau mà không hề chạm nhau, thì chúng sẽ tạo ra các trường điện từ cực mạnh bởi vì hạt nhân chì chứa tới 82 proton mang điện tích dương.


Máy dò ZDC ALICE.


Chưa kể, chúng còn di chuyển nhanh chóng mặt bên trong máy LHC, với tốc độ bằng 99,99% vận tốc ánh sáng. Điều đó khiến các đường sức từ quanh mỗi hạt nhân chì bị nén dẹp lại và tạo ra một xung photon tồn tại trong thời gian chóng vánh.


Khi xung photon này tương tác với một hạt nhân chì đi sượt qua thì nó sẽ khiến cấu trúc trong hạt nhân đó mất ổn định, làm một lượng nhỏ neutron và proton bị văng khỏi hạt nhân. Máy dò đã đếm số tương tác giữa photon với hạt nhân chì và nhận thấy tương tác này đã tạo ra các hạt nhân vàng (79 proton). Điều này xảy ra khi 3 proton trong hạt nhân chì (82 proton) văng ra.


Kết quả đo đạc hiện giờ cho thấy, cứ 174 tỷ hạt nhân chì sẽ tạo ra cao lắm là 89 ngàn hạt nhân vàng mỗi giây. Ngoài ra loại tương tác này còn tạo ra cả thali (81 proton) và thủy ngân (80), tương ứng với việc hạt nhân chì bị văng ra 1 và 2 proton. Thậm chí số hạt nhân thali và thủy ngân được sinh ra còn nhiều hơn cả vàng.


Trước đây trong lần chạy thứ 2 của máy LHC, đã có tổng cộng khoảng 86 tỷ hạt nhân vàng được tạo ra. Nghe có vẻ nhiều, nhưng con số này chỉ bằng có 29 picogram, hay 2,9×10⁻¹¹ gram vàng. Còn trong lần chạy thứ 3 từ năm 2022 tới nay, nó đã sinh ra lượng vàng gần gấp đôi lần chạy trước nhờ máy LHC thường xuyên được nâng cấp.


Nhưng vẫn có một tin buồn, hầu hết các hạt nhân vàng sẽ va vào hạ tầng của máy LHC và lập tức phân rã thành proton, neutron và các hạt khác. Vậy là chúng chỉ tồn tại trong một phần rất nhỏ của giây. Kể cả có bền vững đi nữa thì toàn bộ lượng vàng mà máy LHC từng tạo ra vẫn ít hơn hàng ngàn tỷ lần mức đủ để làm một cái nhẫn.


Khám phá mới này đem lại thêm nhiều hiểu biết để cải thiện thiết kế của máy gia tốc trong tương lai. Có điều nếu các nhà giả kim thời xưa biết được số vàng ít ỏi kia, chắc là họ sẽ khá thất vọng.


Tin xem thêm

Xe Tesla sẽ tự chạy tới nhà khách hàng sau khi mua, không còn cần nhân viên giao xe nữa

Chuyên mục UH Plus
12/06/2025 11:08

Xe Tesla sẽ tự chạy tới nhà khách hàng sau khi mua, không còn cần nhân viên giao xe nữa

Tin vui: Từ 1/7, hàng triệu người được nhận trợ cấp chưa từng có, biết ngay để nhận đủ số tiền

Chuyên mục UH Plus
12/06/2025 11:05

Những người thuộc đối tượng dưới đây, kể từ 1/7 sẽ được nhận trợ cấp chưa từng có, biết ngay để nhận đủ số tiền.

Apple Liquid Glass: Triết lý thiết kế Frutiger Aero những năm 2000 hình như đã hồi sinh anh em à

Chuyên mục UH Plus
11/06/2025 13:16

Apple Liquid Glass: Triết lý thiết kế Frutiger Aero những năm 2000 hình như đã hồi sinh

Bước ngoặt trong vụ chuyển nhượng Mbeumo của MU

Chuyên mục UH Plus
11/06/2025 13:11

Bước ngoặt trong vụ chuyển nhượng Mbeumo của MU khi Tottenham vào cuộc.

Anh em chú ý: Nhật Bản cân nhắc yêu cầu du khách phải có bảo hiểm y tế khi nhập cảnh

Chuyên mục UH Plus
10/06/2025 23:57

Nhật Bản cân nhắc yêu cầu du khách phải có bảo hiểm y tế khi nhập cảnh

Áp thấp nhiệt đới khả năng mạnh thành bão, Thủ tướng yêu cầu chủ động ứng phó

Chuyên mục UH Plus
10/06/2025 23:53

Thủ tướng yêu cầu các đơn vị, địa phương theo dõi diễn biến áp thấp nhiệt đới, đảm bảo an toàn cho tàu thuyền, sơ tán người dân khỏi các khu vực có nguy cơ sạt lở.

Giờ mua MacBook thì nên mua con nào ace?

Chuyên mục UH Plus
09/06/2025 10:25

Giờ mua MacBook thì nên mua con nào ace?

Mark Cuban: AI sẽ buộc mọi người phải ra ngoài chơi và tương tác với nhau nhiều hơn.

Chuyên mục UH Plus
09/06/2025 10:22

Mark Cuban: AI sẽ buộc mọi người phải ra ngoài chơi và tương tác với nhau nhiều hơn.

Xuất hiện vùng áp thấp ở Biển Đông, có khả năng mạnh lên thành bão

Chuyên mục UH Plus
09/06/2025 10:17

Vùng áp thấp đang xuất hiện trên Biển Đông sáng nay có khả năng rất cao sẽ phát triển mạnh lên thành áp thấp nhiệt đới và không loại trừ khả năng có thể phát triển thành ...