驚人突破！CERN大強子對撞機實現「鉛變金」的現代煉金術

歐洲核子研究組織(CERN)的ALICE實驗團隊近期在《物理評論期刊》發表一項震撼性發現：科學家們成功在大型強子對撞機(LHC)中觀察到鉛原子轉化為金原子的過程。這項發現讓中世紀煉金術士夢寐以求的「點鉛成金」在現代物理實驗中得以實現。

自古以來，人類就幻想能將廉價金屬轉化為貴重黃金。這種被稱為「嬗金術」(chrysopoeia)的古老技藝，源自於鉛與金同屬重金屬且性質相近的觀察。如今我們知道，這兩者其實是完全不同的元素，傳統化學方法根本無法實現這種轉換。

20世紀核物理學的發展揭示，原子確實可以透過核反應改變其本質。無論是自然發生的放射性衰變，或是實驗室中以高能粒子(如中子或質子)撞擊，都能引發元素轉變。雖然過去已有製造出黃金的紀錄，但ALICE團隊這次發現的全新機制更令人驚嘆——僅需讓高速鉛原子「擦肩而過」就能達成。

當兩個鉛原子核以接近光速(達99.999993%)在LHC中賓士時，它們有時會以極近距離交錯而過。這種「擦邊球」式的互動會產生強大電磁力，其能量足以改變原子核的本質，包括將鉛(82個質子)轉化為金(79個質子)。關鍵在於必須精準移除3個質子，這正是實驗中最困難的部分。

ALICE團隊發言人Marco Van Leeuwen表示：「我們的偵測器既能處理產生數千粒子的正面碰撞，也能靈敏捕捉僅產生少量粒子的電磁『核嬗變』過程，這項技術突破令人振奮。」

研究人員利用零度熱量計(ZDC)精確測量光子-原子核互動作用，統計出鉛、鉈、汞、金的生成比例。資料顯示，在ALICE對撞點，LHC每秒可產生約89,000個金原子核。不過這些高能金原子幾乎瞬間就會撞擊管壁分解，存在時間僅有極短暫的一瞬。

根據分析，在LHC第二執行期(2015-2018年)，四大實驗共產生約860億個金原子，總質量僅29皮克(2.9×10⁻¹¹克)。雖然第三執行期的產量幾乎翻倍，但距離打造一枚金戒指仍相差兆倍之遙。ALICE合作組織成員Uliana Dmitrieva強調：「這項研究首次系統性偵測並分析LHC中的金產出特徵，展現ZDC偵測器的獨特能力。」

另一位成員John Jowett補充：「研究成果不僅驗證並改進電磁解離理論模型，更有助理解未來對撞機的束流損失問題，這對提升LHC效能至關重要。」儘管中世紀煉金術士的發財夢依然遙不可及，但現代科學家已成功實現了這項千年幻想。