乐鱼体育是正规平台吗:欧亚体系科学研讨会

  最近，CERN的大型离子对撞机试验（ALICE）协作组报告了经过一种全新的机制铅核之间的“近距离擦身而过”完成并量化了铅向金的改变。

  自古以来，黄金就因其诱人的色泽和稀有性而备受珍爱。在中世纪，炼金术师更是愿望着将一般金属铅（Pb）转化为宝贵金属金（Au）。这个寻求或许源于人们发现铅和黄金密度挨近。

  但是，直到近现代科学家才认识到：铅和金是两种彻底不同的化学元素，无法经过化学办法互相转化。

  20世纪，核物理学的开展提醒了某些重元素能够终究靠放射性衰变天然改变为其他元素，或在试验室中经由中子或质子的炮击完成人工嬗变（transmutation）。事实上，已经有研讨在试验室中经过这一种方法成功制作出了微量的黄金。

  现在，这种不再奥秘的改变也发生在欧洲核子研讨中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）中。在一项发表于《物理谈论C》的研讨中，CERN的大型离子对撞机试验（ALICE）协作组报告了经过一种全新的机制铅核之间的“近距离擦身而过”完成并量化了铅向金的改变。

  欧洲核子研讨中心（CERN）的大型离子对撞机试验（ALICE）。（图/CERN）

  在LHC中，铅核之间的高能磕碰能够发生一种名为夸克-胶子等离子体（QGP）的特别物质状况，这种物态被以为曾在大爆炸后的微秒之内充满了世界，是现代物质的“前身”。但是，在更多情况下，两个铅核并不会发生正面磕碰，而是以极小的距离擦身而过。

  在这种“近距离擦身而过”彼此作用中，铅核周围的强电磁场会诱发光子-光子和光子-核彼此作用。铅核具有82个质子，每个质子带着一个基本电荷，因而其电磁场很强壮。当铅核以挨近光速（约为光速的99.999993%）在LHC中运转时，其电磁场线会被揉捏成“薄煎饼”状，横向传达，构成极时刻短的光子脉冲。

  一般，这些脉冲可触发一个名为“电磁离解”的进程，即光子与原子核彼此作用，激起原子核内部结构发生振动，使其发射出少数中子和质子。若要将铅（82个质子）转化为金（79个质子），就需要从铅核中移除3个质子。

  LHC中两个铅（⁰⁸Pb）离子束彼此挨近但未发生磕碰。在电磁离解进程中，与原子核彼此作用的光子能够激起原子核内部结构的振动，并导致少数中子（2个）和质子（3个）的发射，从而将铅改变为金（⁰Au）。（图 / CERN）

  ALICE试验的共同之处在于，其勘探器不只能处理一次发生数千粒子的剧烈磕碰，也能准确捕捉仅发生少数粒子的稀有事情。这一才能使研讨人员能从很多的磕碰碎片中筛选出“核嬗变”的实例。

  研讨团队使用零衡量热计来计算光子-核彼此作用引发的质子发射事情。依据发射出的质子数量（0、1、2、3）和随同的中子，能够别离判别铅、铊、汞和金元素的生成。尽管金的生成概率低于铊和汞，但多个方面数据显现，在ALICE勘探点，铅-铅磕碰每秒可发生高达89,000个金原子核。

  这些金核以极高能量脱离磕碰点，随后在下流碰击LHC的束流管或准直器，并在那里敏捷分裂为单个质子、中子及其他粒子。这些金原子核的存在时刻缺乏一秒。

  依据ALICE协作组的测算，在LHC第二轮运转期间（20152018年），四个首要试验共发生了约860亿个金原子核，质量约为29皮克（2.9 × 10⁻ 克）。而在第三轮试验中，跟着加速器亮度提高，金的发生量挨近第二轮的两倍。但即便如此，与制作一件黄金饰品所需的黄金量比较，仍然微缺乏道。

  换言之，尽管炼金术士的愿望在技术上得以完成，但他们的致富梦想再一次幻灭了。

  每逢铅束在LHC中磕碰时，金都会时刻短地发生。但ALICE是仅有一个能够用勘探器观测这一进程的试验。研讨人员表明，正是由于ALICE的零衡量热计具有共同才能，咱们才能够初次体系地勘探并剖析LHC中发生金的试验信号。

  这一发现不只验证了电磁离解的理论模型，也推动了对LHC和未来对撞机中“束流损耗”机制的了解，而束流损耗正是约束加速器功能的重要的条件之一。