Sử dụng máy gia tốc hạt hiện đại, các nhà khoa học đã thành công trong việc tạo ra vàng nhân tạo, hiện thực hóa giấc mơ giả kim thuật cổ.
Vàng nhân tạo và nỗ lực tái hiện giấc mơ giả kim
Trong khi các nhà giả kim cổ đại dành cả đời tìm cách luyện vàng bằng hóa học, khoa học ngày nay sử dụng vật lý hạt nhân. Điều kiện cần thiết là một máy gia tốc hạt, nguồn năng lượng khổng lồ và kinh phí vận hành cực lớn. CERN hiện là nơi hội tụ đầy đủ các yếu tố này để thực hiện các thí nghiệm chuyển đổi nguyên tố.
Thí nghiệm ALICE tại Máy gia tốc hạt lớn (LHC) là nơi các hạt chì được bắn vào nhau ở vận tốc ánh sáng. Mục tiêu chính của nghiên cứu là quan sát các va chạm ion nặng nhằm tìm hiểu nguồn gốc vũ trụ. Chính trong môi trường khắc nghiệt này, các hạt nhân vàng đầu tiên đã được ghi nhận xuất hiện.
Dù tạo ra tới 86 tỷ hạt nhân vàng, nhưng chúng ta không thể nhìn thấy chúng bằng mắt thường. Khối lượng của chúng nhỏ đến mức chỉ bằng một phần nghìn tỷ của một gam, không có giá trị vật chất. Đây thực chất là những hiện tượng vật lý thoáng qua, phục vụ cho mục đích nghiên cứu học thuật.
Vàng nhân tạo xuất hiện từ các va chạm ion tốc độ cao
Để biến chì thành vàng, các nhà khoa học phải tìm cách rút bớt proton trong hạt nhân của chì. Lực điện từ bên trong hạt nhân chì rất mạnh, khiến việc thay đổi cấu trúc này trở nên cực kỳ khó khăn. Giải pháp duy nhất là tạo ra những va chạm hoặc tương tác điện từ ở cấp độ hạt nhân.
Khi các ion nặng lướt qua nhau với tốc độ cực lớn, trường điện từ tương tác làm bắn các proton ra ngoài. Kết quả của sự mất mát proton này dẫn đến việc hình thành các nguyên tố mới như thủy ngân hoặc vàng. Tuy nhiên, quá trình này diễn ra một cách ngẫu nhiên và rất khó để kiểm soát hoàn toàn.
Vấn đề lớn nhất là các hạt nhân vàng sinh ra cực kỳ không ổn định và phân rã chỉ sau một micro giây. Chúng không thể tồn tại đủ lâu để tích tụ thành một khối kim loại mà chúng ta có thể cầm nắm. Mọi kết quả đều phải dựa vào các thiết bị đo chuyên dụng cực kỳ nhạy bén để ghi nhận.
Tính kinh tế của công nghệ chuyển hóa kim loại quý
Lần đầu tiên con người tạo ra vàng nhân tạo là tại Mỹ vào năm 1941 bằng cách bắn phá thủy ngân. Sau đó, vào năm 1980, các nghiên cứu lý thuyết của Glenn T. Seaborg đã mở đường cho việc dùng chì. Gần đây nhất, các thí nghiệm năm 2022 tại CERN tiếp tục tạo ra vàng từ việc bắn phá mục tiêu uranium.
Những kết quả này cho thấy khả năng làm chủ công nghệ của con người trong việc thay đổi bản chất vật chất. Tuy nhiên, độ tin cậy của phương pháp này không cao và sản phẩm thường mang tính phóng xạ.
Việc tạo ra một lượng vàng có thể nhìn thấy được sẽ tiêu tốn nguồn năng lượng và kinh phí không tưởng.
Hiện nay, việc sản xuất vàng theo cách này hoàn toàn không mang lại bất kỳ ý nghĩa kinh tế nào. Nó chỉ là một biểu tượng thú vị cho hành trình khám phá và chinh phục những giới hạn của khoa học. Giấc mơ biến chì thành vàng quy mô lớn vẫn sẽ chỉ nằm trong các phòng thí nghiệm vật lý.
Theo: Báo Dân trí
