「點鉛成金」:物理學家實現煉金術士夢想

【「點鉛成金」:#物理學家實現煉金術士夢想#】據俄羅斯《共青團真理報》網站5月14日報導,中世紀的煉金術士曾試圖從廉價金屬中提煉出黃金。他們沒能找到「賢者之石」。但如今,即使在小型核物理實驗室里也能把鉛變成黃金,科學家通過大型強子對撞機進行了這種實驗。

在獲取「人造」黃金的過程中,不用咒語、魔法儀式、水銀、硫磺和其他傳統煉金術工具,只用依靠自然物理學。在鉛原子核對撞時「撞掉」原子核中的3個質子,鉛原子核即可變成金原子核。然而,為此必須將撞擊的原子核加速到光速的十分之一左右。科學家們以這種方式,將更重的原子核加速到接近光速,模擬宇宙初期環境,試圖瞭解宇宙大爆炸後的最初時刻物質經歷了什麼。

不過,不要指望這些實驗會導致金價暴跌。由鉛變成的黃金賣不了,因為它的存在非常短暫,且每秒形成的金原子核只有17.8萬個,不到1克黃金所含原子數的億萬分之一。如果由鉛變成的黃金看不見摸不著,這些實驗的價值何在?

俄羅斯科學院院士、聯合核研究所核反應實驗室科學負責人尤里·奧加涅相回答說:「的確,可以說物理學家實現了煉金術士的夢想。煉金術士搞錯了把一種元素轉化為另一種元素所需的能量大小。他們的煉金實驗影響的只是原子的電子殼,而需要改變的是原子核。這需要用到數百萬倍的能量!從原子上剝離外層電子(它與原子的結構關係決定元素的化學性質),需要以電子伏特計的能量;而從原子核上剝離質子或中子,則需要兆電子伏特計的能量。將鉛轉化為黃金需要的就是後者級別的能量。」

「點鉛成金」對科學有何意義?奧加涅相表示,這種實驗的目的並非為了獲得黃金或其他元素,而是在於瞭解核力如何作用。他說:「現代科學認為,物質世界是四種基本相互作用的結果,即電磁力、弱相互作用力、強相互作用力和引力。關於電磁力和弱相互作用力,已有嚴謹的理論可很好地解釋並預測與之相關的一切。而強相互作用力是使質子和中子以極大密度保持在極小體積的原子核內的力,它至今仍是未解之謎。目前只有各種適用範圍有限的理論模型,而沒有統一且嚴謹的理論。而且,我們在這方面甚至沒有找到什麼頭緒。進行了我們現在所說實驗的科學家們多年來一直在研究涉及強相互作用力的核反應。」

這位學者指出:「我們想知道,在什麼條件下、以多少能量和質量可發生物質轉化。如果我們學會控制核力,這將給人類帶來前所未有的機遇。」(編譯/黎然)