古代炼金术成真!近光速撞铅核竟变黄金,可却不能用,这是为啥

B站影视 港台电影 2025-09-28 11:48 2

摘要:提到“点石成金”,大概率会想到中世纪炼金术士围着炼丹炉忙碌的场景,他们穷尽毕生,想把廉价的铅变成珍贵的黄金,却终究只留下一堆失败的手稿。

文 | 金锐点

编辑 | 金锐点

提到“点石成金”,大概率会想到中世纪炼金术士围着炼丹炉忙碌的场景,他们穷尽毕生,想把廉价的铅变成珍贵的黄金,却终究只留下一堆失败的手稿。

2025年,欧洲核子研究中心的科学家用大型强子对撞机,真的把铅原子核“撞”成了金原子核。

要知道,科学家花了四年时间,用成本超300亿元人民币的设备,只造出了约0.000000000029克黄金,连一粒尘埃的重量都不到。

更离谱的是,这些黄金还活不过1微秒,眨眼间就会解体消失,既然真能“铅变金”,为啥这技术半点用都没有?科学家到底是怎么“撞”出黄金的?

这背后的关键设备,就是位于瑞士和法国交界处地下隧道里的大型强子对撞机(LHC)。

它是目前世界上最大、最强的粒子加速器,由CERN负责运营,单是建设和运行成本就超过300亿元人民币,堪称“烧钱机器”。

科学家在LHC里做的事,说起来有点“疯狂”,他们让两个铅原子核,以99.999993%的光速迎面相撞,准确说是“擦肩而过”,这种特殊的碰撞方式叫“超外周碰撞”。

两颗铅核没有真的撞到一起,而是在飞掠时被彼此的电磁力“拉住”,发生了奇妙的互动,其中一个铅核会被对方电磁场发出的“虚光子”轰击,就像被一束看不见的高能激光射中。

而铅原子核里有82个质子,黄金原子核只有79个质子,当虚光子恰好“撞掉”铅核里的3个质子时,核嬗变就发生了。

铅核失去3个质子,摇身一变成了金核,这是核物理的基本规律,元素的本质区别,就在于原子核里的质子数量,只要改变质子数量,就能让一种元素变成另一种。

负责“盯紧”这个过程的,是CERN的大型离子对撞实验(ALICE)团队。他们用专门的探测器记录粒子变化,最终清晰捕捉到了“铅变金”的反应信号,也就是说,这场现代版“炼金术”,是被科学仪器实打实验证过的,绝非空谈。

但问题来了,既然黄金真的被合成了,为啥说它“不能用”?

第一个硬伤是成本高到离谱,前面提到,LHC四年才造出0.000000000029克黄金,按这个效率算,想造一枚1克重的金戒指,得花上几千万年,还得搭上数万亿的电费。

现在市场上1克黄金也就几百块钱,用“火箭送快递”来形容都算保守的,毕竟火箭送快递好歹能送到,这造黄金连“成品”都留不住。

第二个问题是黄金“活不长”,对撞机里生成的金原子核,是处于高能态的“不稳定版本”,它不会像我们平时见到的黄金那样稳定存在,而是会在小于1微秒的时间里迅速解体,释放出一堆粒子后彻底消失。

1微秒是什么概念?就是百万分之一秒,比眨一下眼睛的速度还要快几十万倍,别说提取了,连看清它的“样子”都来不及。

第三个麻烦是完全没法回收,这些短暂存在的金原子核,不是以固态黄金的形式出现的,而是以高能粒子的状态“飘”在对撞机的真空管道里。

它们没有固定形态,也没法被任何容器收集,就像一阵抓不住的“粒子风”,等反应结束,就彻底消散在管道里,连一点痕迹都留不下。

更别说,生成黄金的概率还极低,大多数时候,铅核碰撞后产生的是铊、汞这类元素,能刚好撞掉3个质子变成黄金的,属于“少数中的少数”。这么算下来,用对撞机造黄金,简直是“费力不讨好”的典型。

那科学家费这么大劲做这个实验,图啥呢?其实,这场实验的价值,早就超越了“造黄金”本身。

对粒子物理研究来说,这是一次重要的“验证”,以前科学家只在理论上推测过核嬗变能实现元素转化,这次是第一次在实验室里量化观察到“铅变金”的过程,还拿到了详细的数据。

这些数据能帮科学家更深入地理解原子核结构、电磁相互作用的规律,甚至能为未来“电子-离子对撞机”的设计提供参考,相当于给后续的研究铺了一块关键的“垫脚石”。

而且,回观历史,这也是一次很有意思的“跨越”,中世纪的炼金术士追求黄金,是为了财富;而今天的科学家研究“铅变金”,是为了探索自然的奥秘,两者看似做着相似的事,内核却天差地别。

或许未来某一天,人类真的能掌握自由合成各种元素的技术,但到那时,我们追求的肯定不是黄金带来的经济价值,而是理解宇宙、塑造未来的能力。

所以说,这场现代版“炼金术”,与其说是“点石成金”的突破,不如说是人类探索微观世界的又一步。

它告诉我们,科学的魅力从来不是“造富”,而是不断打破认知的边界,在看似不可能的地方,找到自然的规律。

至于靠造黄金发财?还是别想了,老老实实赚钱买黄金,可比等对撞机造金现实多了。

来源:小郑讲科学

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