Столетия алхимики Европы искали способ превращения неблагородных металлов в золото – процесс, называемый хризопеей. Истоки этой идеи восходят к Древней Греции и Зосиму Панополитанскому, который вкладывал в трансмутацию глубокий духовный смысл, видя в ней путь очищения души. Позже, в средневековый период, акцент сместился на практическую выгоду – обогащение. Как объясняет Умберто Веронези, археолог и специалист по культурному наследию из Университета НОВА Лиссабон, алхимики развили теорию «созревания» металлов. Они считали неблагородные металлы незрелыми, а золото – совершенной, зрелой формой, достижение которой в природе занимает огромное время. Мифический философский камень должен был ускорить этот процесс. Основываясь на теории, что металлы состоят из ртути, серы и соли, алхимики верили, что перегруппировка компонентов и удаление примесей приведет к золоту. «Хризопея была полностью согласована с теориями материи... Никто по-настоящему не сомневался, что это возможно», – отмечает Веронези. Однако алхимия была дискредитирована в XVII-XVIII веках с развитием химии и физики.
Современная ядерная физика доказала, что трансмутация элементов не только возможна, но и была осуществлена. Тождественность элемента определяется исключительно числом протонов в его ядре. Золото (Au) имеет 79 протонов, свинец (Pb) – 82. Хотя мощное сильное взаимодействие крепко удерживает ядро вместе, изменение числа протонов меняет элемент. «Если у вас достаточно энергии... Когда вы удаляете три протона из ядра свинца, вы создаете ядро золота», – поясняет Александр Калвайт, физик из ЦЕРНа, работающий на Большом адронном коллайдере.
Первое успешное искусственное получение золота произошло в 1941 году. Ученые Гарварда использовали ускоритель частиц, чтобы бомбардировать атомы ртути (Hg, 80 протонов) ядрами лития и дейтерия. Высокоэнергетические частицы выбивали протоны и нейтроны из ядер ртути. Результатом стали три недолговечных радиоактивных изотопа золота, которые быстро распались. Более масштабный эксперимент провел в 1980-х годах нобелевский лауреат по химии Гленн Сиборг в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, Калифорния. Его команда исследовала фрагментацию ядер висмута в релятивистских столкновениях, бомбардируя образцы ядрами углерода и неона. Им удалось превратить несколько тысяч атомов висмута в атомы золота.
Сегодня золото регулярно образуется как побочный продукт в экспериментах на ускорителях частиц по всему миру. Команда Александра Калвайта в ЦЕРНе сталкивает ионы свинца на скоростях, близких к световой. Лобовые столкновения разрушают протоны и нейтроны, создавая кварк-глюонную плазму – состояние материи, существовавшее микросекунды после Большого взрыва. При близких пролетах возникают мощные электромагнитные поля, выбивающие протоны из ядер свинца. За трехлетний цикл экспериментов на БАК было зафиксировано образование примерно 29 триллионных долей грамма золота. Однако практическое применение этого метода невозможно. Стоимость эксплуатации таких установок, как БАК, «астрономически» превышает ценность получаемого золота. Эксперименты Сиборга стоили примерно в триллион раз больше, чем стоило произведенное золото. Обнаружение единичных атомов золота требует анализа миллиардов точек данных. «С 1940-х годов... многие эксперименты... производили золото... ни один... даже отдаленно не приблизился к рентабельности», – констатирует Калвайт.
Изображение носит иллюстративный характер
Современная ядерная физика доказала, что трансмутация элементов не только возможна, но и была осуществлена. Тождественность элемента определяется исключительно числом протонов в его ядре. Золото (Au) имеет 79 протонов, свинец (Pb) – 82. Хотя мощное сильное взаимодействие крепко удерживает ядро вместе, изменение числа протонов меняет элемент. «Если у вас достаточно энергии... Когда вы удаляете три протона из ядра свинца, вы создаете ядро золота», – поясняет Александр Калвайт, физик из ЦЕРНа, работающий на Большом адронном коллайдере.
Первое успешное искусственное получение золота произошло в 1941 году. Ученые Гарварда использовали ускоритель частиц, чтобы бомбардировать атомы ртути (Hg, 80 протонов) ядрами лития и дейтерия. Высокоэнергетические частицы выбивали протоны и нейтроны из ядер ртути. Результатом стали три недолговечных радиоактивных изотопа золота, которые быстро распались. Более масштабный эксперимент провел в 1980-х годах нобелевский лауреат по химии Гленн Сиборг в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, Калифорния. Его команда исследовала фрагментацию ядер висмута в релятивистских столкновениях, бомбардируя образцы ядрами углерода и неона. Им удалось превратить несколько тысяч атомов висмута в атомы золота.
Сегодня золото регулярно образуется как побочный продукт в экспериментах на ускорителях частиц по всему миру. Команда Александра Калвайта в ЦЕРНе сталкивает ионы свинца на скоростях, близких к световой. Лобовые столкновения разрушают протоны и нейтроны, создавая кварк-глюонную плазму – состояние материи, существовавшее микросекунды после Большого взрыва. При близких пролетах возникают мощные электромагнитные поля, выбивающие протоны из ядер свинца. За трехлетний цикл экспериментов на БАК было зафиксировано образование примерно 29 триллионных долей грамма золота. Однако практическое применение этого метода невозможно. Стоимость эксплуатации таких установок, как БАК, «астрономически» превышает ценность получаемого золота. Эксперименты Сиборга стоили примерно в триллион раз больше, чем стоило произведенное золото. Обнаружение единичных атомов золота требует анализа миллиардов точек данных. «С 1940-х годов... многие эксперименты... производили золото... ни один... даже отдаленно не приблизился к рентабельности», – констатирует Калвайт.
