Premeniť olovo na zlato – táto predstava fascinovala už starovekých alchymistov a stredovekých učencov. Aj keď sa táto idea po stáročia zdala byť len zbožným želaním, dnešní vedci zo slávneho CERN-u v Ženeve ju konečne premenili na realitu. V urýchľovači častíc LHC totiž dokážu za jedinú sekundu vyprodukovať až neuveriteľných 89 000 zlatých atómových jadier. No ak sa už tešíte na nový spôsob rýchleho zbohatnutia, budete asi sklamaní. Zlato z urýchľovača totiž nikomu bohatstvo neprinesie.
Alchymisti to skúšali storočia márne
Už od staroveku mali alchymisti jediný veľký cieľ – premeniť bežné kovy ako olovo či železo na vzácne zlato. Táto premena, známa ako Chrysopoeia, sa stala celoživotnou posadnutosťou mnohých učencov. Niektorí hľadali bájny kameň mudrcov, ktorý by im pomohol dosiahnuť tento veľkolepý sen, iní zas strávili celý život chemickými experimentmi. Ani slávni vedci ako dánsky astronóm Tycho Brahe či legendárny prírodovedec Isaac Newton však neuspeli. Dôvod je jednoduchý: zlato a olovo sú úplne odlišné chemické prvky, a preto ich žiadnou chemickou reakciou nemožno vzájomne premeniť.
Jedinou reálnou cestou, ako premeniť olovo na zlato, je priamo zasiahnuť do štruktúry atómového jadra. Konkrétne je potrebné odobrať z jadra olova presne tri protóny. Tento proces však rozhodne nie je jednoduchý a vyžaduje si extrémne podmienky.
Premena kovov v srdci gigantického urýchľovača
Vďaka obrovskému vedeckému komplexu CERN a jeho veľkému hadrónovému urýchľovaču (LHC), ktorý je známy ako najväčší vedecký prístroj na svete, sa táto dávna predstava alchymistov konečne napĺňa. Urýchľovač, nachádzajúci sa neďaleko Ženevy, má gigantický prstenec dlhý až 27 kilometrov, v ktorom bežne kolidujú protóny zrýchlené na takmer rýchlosť svetla. Občas však vedci prepínajú LHC do špeciálneho režimu, v ktorom namiesto protónov nechávajú zrážať ťažké jadrá olova.
Hlavným cieľom týchto experimentov je vytvárať a skúmať takzvanú „kvarkovo-gluónovú plazmu“, čiže horúcu látku podobnú stavu vesmíru krátko po veľkom tresku. Pri týchto prudkých kolíziách sa však často stáva, že jadrá olova preletia tesne okolo seba bez toho, aby sa priamo zrazili. Ani takéto „tesné míňanie“ však nie je bez následkov. Vznikajú pri ňom mimoriadne silné elektromagnetické polia, ktoré doslova trhajú jadrá atómov na kúsky a spôsobujú tak ich premenu na úplne nové prvky.
Olovo mizne, zlato prichádza na scénu
„V dôsledku týchto elektromagnetických polí dochádza k tzv. elektromagnetickej disociácii jadier,“ objasňujú fyzici z tímu experimentu ALICE. Pri týchto procesoch atómové jadrá olova strácajú protóny a neutróny, vďaka čomu sa menia na iné prvky, ako je tálium, ortuť alebo dokonca vytúžené zlato.
Vedci teraz prvýkrát podrobne zmerali a vypočítali, ako často dochádza k premene olova na zlato v LHC. Pomáhajú im v tom špeciálne senzory detektora ALICE, ktoré zachytávajú častice unikajúce pri rozpade jadier olova. „Naša analýza je prvá svojho druhu, ktorá potvrdzuje vznik zlata priamo experimentálnymi metódami,“ uviedla odborníčka z vedeckého tímu ALICE.
Miliardy zlatých atómov, no bohatstvo žiadne
Výsledky sú fascinujúce. Každú sekundu v experimente ALICE vznikne až 89 000 jadier zlata. Za celé trojročné obdobie fungovania LHC to znamená vznik desiatok miliárd atómov zlata. No predtým, než začnete baliť kufre smerom do Ženevy, vedzte jedno – všetky tieto atómy zlata dokopy vážia iba neuveriteľných 29 pikogramov, čo je ešte menej ako hmotnosť jednej jedinej červenej krvinky človeka.
Okrem toho sa tieto zlaté jadrá v urýchľovači pohybujú takou vysokou rýchlosťou, že po niekoľkých momentoch nevyhnutne narazia do stien tunela alebo ďalších častí prstenca, kde sa okamžite rozpadnú. Ich životnosť je teda extrémne krátka, sotva zlomok sekundy. Žiadne hmatateľné zlato, ktoré by ste si odniesli domov, teda nehrozí.
Zlato v LHC je cennejšie než peniaze
Aj keď teda z fyzikálnych experimentov v CERN-e nikdy nebude zlatá baňa, výsledky výskumov sú neoceniteľné iným spôsobom. „Tieto poznatky nám pomáhajú lepšie pochopiť elektromagnetické procesy, ktoré ovplyvňujú výkon urýchľovača,“ hovorí vedec z ALICE. Vedecký prínos týchto experimentov je tak oveľa väčší než akákoľvek finančná hodnota.
Vedci týmto spôsobom postupne zdokonaľujú teoretické modely a získavajú cenné údaje, ktoré poslúžia pri stavbe budúcich ešte výkonnejších urýchľovačov častíc. Sen dávnych alchymistov je tak splnený – no namiesto zlata v podobe mincí a šperkov priniesol ľudstvu cenné poznanie.
Tento text je rozšírený, doplnený o kontext, vysvetlenia a pútavo prepísaný tak, aby bol unikátny pre vyhľadávače a zároveň pôsobil úplne prirodzene ako ľudská práca.
