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 thí nghiệm tại cỗ máy lớn nhất hành tinh
Các nhà khoa học ngày nay đã làm được điều mà các nhà giả kim thuật cổ đại từng thất bại. Bằng cách sử dụng máy gia tốc hạt lớn (LHC), con người đã có thể chuyển hóa các nguyên tố kim loại. Thí nghiệm ALICE tại CERN là nơi diễn ra những màn va chạm hạt nhân đầy ấn tượng này.
Trong môi trường thí nghiệm, các hạt chì được tăng tốc đến vận tốc gần bằng tốc độ ánh sáng trước khi va chạm. Quá trình này mô phỏng lại những giây phút đầu tiên của vũ trụ sau Vụ nổ lớn. Từ những vụ va chạm siêu năng lượng đó, hàng chục tỷ hạt nhân vàng đã được hình thành.
Dù số lượng hạt nhân nghe có vẻ lớn, nhưng thực tế khối lượng vàng thu được lại cực nhỏ. Nó chỉ tương đương một phần nghìn tỷ của một gam, hoàn toàn không thể quan sát bằng mắt thường. Mọi kết quả thu được đều phải nhờ đến những hệ thống cảm biến tinh vi nhất thế giới.
Vàng nhân tạo xuất hiện từ quá trình tách proton hạt nhân
Để tạo ra vàng từ chì, các nhà vật lý cần loại bỏ các proton khỏi hạt nhân nguyên tử. Chì vốn có cấu trúc hạt nhân rất ổn định nhờ lực điện từ cực mạnh bên trong. Chỉ có những va chạm cận kề ở vận tốc ánh sáng mới đủ sức phá vỡ sự ổn định này.
Sự tương tác giữa các trường điện từ mạnh mẽ khiến các proton bị đánh bật khỏi hạt nhân. Tùy vào số lượng proton còn lại, nguyên tố ban đầu sẽ chuyển hóa thành vàng hoặc thủy ngân. Đây là một hiện tượng vật lý cực kỳ phức tạp và diễn ra trong thời gian siêu ngắn.
Đáng tiếc là các hạt nhân vàng này chỉ tồn tại được khoảng một phần triệu giây trước khi biến mất. Chúng không thể kết tụ lại thành vàng miếng hay vàng trang sức như chúng ta thường thấy. Do đó, đây vẫn được coi là một kỳ tích vật lý mang tính chất trình diễn và nghiên cứu.
Tính khả thi và tương lai của công nghệ luyện vàng
Việc chế tạo vàng nhân tạo đã có lịch sử từ năm 1941 tại Đại học Harvard với nguyên liệu thủy ngân. Sau đó, các nhà khoa học như Glenn T. Seaborg đã mở rộng nghiên cứu sang chì và uranium. Các thí nghiệm gần đây tại CERN năm 2022 đã cho thấy khả năng ghi nhận dữ liệu ngày càng chính xác.
Tuy nhiên, rào cản lớn nhất hiện nay chính là chi phí vận hành máy gia tốc vô cùng đắt đỏ. Lượng vàng thu được quá ít, lại không ổn định và có thể mang tính phóng xạ cao. Vì vậy, việc sản xuất vàng thương mại theo cách này là hoàn toàn không có ý nghĩa kinh tế.
Dù chưa thể ứng dụng vào đời sống, nhưng vàng nhân tạo là một biểu tượng của sự khám phá. Nó cho thấy con người đã tiến gần hơn đến việc làm chủ các quy luật cơ bản của vật chất. Giấc mơ biến chì thành vàng vẫn sẽ tiếp tục thôi thúc những bước tiến mới của khoa học.
Theo: Báo Dân trí
