ALICE在LHC中检测到铅转化为金
Hacker News 摘要原标题：ALICE detects the conversion of lead into gold at the LHC
在一篇发表在《物理评论期刊》的论文中，ALICE合作组织报告了他们在CERN的大强子对撞机（LHC）中量化铅转化为金的测量结果。铅转金的梦想源于中世纪的炼金术士，这个追求被称为金变术（chrysopoeia）。虽然早期人们观察到铅和金的密度相似，但后来发现它们是不同的化学元素，化学方法无法将铅转化为金。进入20世纪，随着核物理学的发展，人们发现重元素能够通过放射性衰变或在实验室中接受中子或质子的轰击而转化为其他元素。
虽然以前已经以人工方式生成过金，ALICE合作组织此次通过涉及近乎未碰撞的铅核对撞的新机制来测量铅转化为金。LHC中的高能铅核碰撞可产生夸克-胶子等离子体，这是一种被认为在大爆炸后大约百万分之一秒时充盈宇宙的热和稠密的物质状态。然而，在更为常见的近似碰撞中，铅核未真正相撞，周围产生的强电磁场可以诱导光子-光子和光子-核相互作用，打开了进一步探索的路径。
铅核中共有82个质子，使其电磁场特别强。此外，铅核在LHC中的高速移动（接近光速的99.999993%）使电磁场线被压缩成薄饼状，产生短暂的光子脉冲，常常触发电磁解离过程，促使光子与核相互作用，激发内部结构的振动，从而导致小量中子和质子的释放。要将铅转化为金（含79个质子的核），必须从铅核中去除三个质子。
ALICE团队利用零度探测器（ZDC）计数光子-核相互作用的结果，统计了释放零个、一个、两个和三个质子的事件，同时至少伴随有一个中子，这与铅、铊、汞和金的产生相关。结果显示，LHC当前以每秒约89,000个铅-铅碰撞的速度生成金核。金核在碰撞中以极高的能量出现，并在LHC束管或其他位置迅速碎裂为单个质子、中子和其他粒子，金核的存在时间非常短暂。
在LHC的第二轮运行（2015-2018）中，ALICE的分析显示大约创造了860亿个金核，总质量为29皮克克。由于LHC的亮度不断提升，第三轮运行中生成的金核数量几乎是第二轮的两倍，但总体仍远远少于制作一件首饰所需的数量。中世纪炼金术士的财富梦想再度落空。
ALICE的分析首次系统性地实验检测和分析了在LHC中金的生产特征。这个结果不仅具有物理学的内在兴趣，还用于理解和预测束流损失，束流损失是限制LHC及未来对撞机性能的重要因素。
原文：https://www.home.cern/news/news/physics/alice-detects-conversion-lead-gold-lhc