Man hat aus Blei Gold gemacht
Die Umwandlung von Blei in Gold war ein Traum der mittelalterlichen Alchemisten
Gold wurde bereits künstlich hergestellt, aber das ALICE-Experiment hat nun eine neue Methode gemessen: die Umwandlung von Blei in Gold durch elektromagnetische Dissoziation bei Beinahe-Kollisionen von Bleikernen am LHC.
Im LHC werden Bleikernbündel fast mit Lichtgeschwindigkeit aufeinander geschossen.
Bei den meisten Kollisionen „verfehlen“ sich die Kerne knapp, aber die extrem starken elektromagnetischen Felder können trotzdem Wechselwirkungen auslösen.
Ein Photon aus dem Feld kann den Bleikern anregen, sodass er Protonen und Neutronen verliert.
Um aus einem Bleikern (82 Protonen) einen Goldkern (79 Protonen) zu machen, müssen drei Protonen entfernt werden.
Das ALICE-Experiment kann sowohl sehr energiereiche Kollisionen als auch seltene Prozesse mit wenigen Teilchen messen.
Mit speziellen Detektoren (Zero Degree Calorimeter, ZDC) wurde gezählt, wie oft bei diesen Wechselwirkungen genau 3 Protonen und mindestens 1 Neutron aus einem Bleikern herausgeschlagen wurden – das ist das Signal für die Entstehung von Gold.
Das LHC produziert bei diesen Prozessen etwa 89.000 Goldkerne pro Sekunde – allerdings existieren diese nur für einen winzigen Bruchteil einer Sekunde und zerfallen sofort wieder.
Während Run 2 (2015–2018) wurden insgesamt etwa 86 Milliarden Goldkerne erzeugt, aber die Masse war winzig (Größenordnung von 10^-11 Gramm).
Auch wenn die Alchemisten technisch gesehen „Recht“ hatten, ist die produzierte Goldmenge viel zu gering, um daraus Schmuck zu machen.
Die Messungen helfen auch, theoretische Modelle zu verbessern und sind wichtig, um Strahlverluste im LHC zu verstehen.