ความพยายามของนักเล่นแร่แปรธาตุในอดีตที่จะเปลี่ยนตะกั่วเป็นทองคำอาจดูเป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้ แต่ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์จากโครงการเครื่องเร่งอนุภาคขนาดยักษ์ Large Hadron Collider (LHC) ขององค์การวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป (CERN) ได้ทำให้ความพยายามดังกล่าวกลายเป็นจริง
นักวิทยาศาสตร์ทราบกันดีว่าในตารางธาตุ ตะกั่ว (Pb) มีเลขอะตอม 82 ซึ่งหมายความว่าอะตอมของตะกั่วมีโปรตอนอยู่ในนิวเคลียสจำนวน 82 ตัว ขณะที่ ทองคำ (Au) มีเลขอะตอม 79 หรือมีโปรตอน 79 ตัวในนิวเคลียส
ในอดีตกว่าหลายพันปี นักเล่นแร่แปรธาตุพยายามเปลี่ยนตะกั่วให้กลายเป็นทองคำด้วย ปฏิกิริยาเคมี เช่น การเผาไหม้ การละลาย หรือการเกิดสนิม แต่ไม่ประสบความสำเร็จ เนื่องจาก ปฏิกิริยาเคมีสามารถเปลี่ยนแปลงการจัดเรียงของอิเล็กตรอนได้เท่านั้น โดยไม่สามารถเปลี่ยนแปลงจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอมได้
อย่างไรก็ตาม ด้วยเทคโนโลยีในปัจจุบันปฏิกิริยานิวเคลียร์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของนิวเคลียสสามารถเปลี่ยนตะกั่วให้เป็นทองคำได้จริง ในการทดลองล่าสุด นักวิทยาศาสตร์ใช้นิวเคลียสของตะกั่วที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงถึง 99.999993% ของความเร็วแสง ผ่านกันโดยไม่ชนกันโดยตรง หรือการเคลื่อนที่ผ่านกันแบบเฉียดผ่านกัน
ในกระบวนการนี้ สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรงมากจะเกิดขึ้นชั่วขณะเมื่ออะตอมเฉียดผ่านกัน และนั่นทำให้เกิด การปล่อยโปรตอนออกจากนิวเคลียสตะกั่วจำนวน 3 ตัว ส่งผลให้ตะกั่วที่มีโปรตอน 82 ตัว กลายเป็นทองคำที่มีโปรตอน 79 ตัวในนิวเคลียส
สรุปข่าว
ทีมวิจัยจากโครงการอลิส (ALICE) หรือ A Large Ion Collider Experiment ซึ่งเป็นหนึ่งในการทดลองหลักของ LHC ตรวจพบว่ามีการผลิตนิวเคลียสทองคำสูงสุดถึง 89,000 นิวเคลียสต่อวินาที และในช่วงปี 2015-2018 หรือ "รอบที่ 2 ของ LHC" มีการสร้างนิวเคลียสทองคำรวมกว่า 86,000 ล้านนิวเคลียส อย่างไรก็ตาม ปริมาณทองคำที่ได้มีน้ำหนักรวมเพียงประมาณ 29 พิโกกรัม และสลายตัวอย่างรวดเร็วภายในเสี้ยววินาทีหลังถูกผลิตขึ้น
แม้งานวิจัยเกิดขึ้นในปี 2015-2018 แต่ต้องใช้ระยะเวลาในการตรวจสอบและเผยแพร่ในปี 2025 ทั้งนี้ หน่วยวัดน้ำหนักพิโกกรัม (Picogram) ถือว่าน้อยมาก ๆ เปรียบเทียบให้เห็นภาพ เช่น น้ำหนัก 1 กรัม = 1 ล้านล้าน (1,000,000,000,000) พิโกกรัม
มาร์โก แวน ลีเวน (Marco Van Leeuwen) โฆษกของโครงการอลิส (ALICE) กล่าวว่า การค้นพบนี้ไม่เพียงพิสูจน์ความสามารถของเครื่องตรวจจับในการตรวจวัดการชนที่ซับซ้อน แต่ยังเปิดประตูสู่การศึกษาปฏิกิริยาแม่เหล็กไฟฟ้าในระดับอะตอมได้อย่างแม่นยำ
แม้ทองคำที่ได้จะไม่สามารถนำไปใช้จริงได้ แต่การทดลองนี้ถือเป็นก้าวสำคัญในการศึกษากระบวนการทางนิวเคลียร์ที่ซับซ้อน ซึ่งจะช่วยพัฒนาแบบจำลองทางฟิสิกส์ให้แม่นยำยิ่งขึ้น และสนับสนุนการออกแบบเครื่องเร่งอนุภาคในอนาคต
จอห์น โจเว็ตต์ (John Jowett) หนึ่งในนักวิจัยจากโครงการอลิส (ALICE) กล่าวปิดท้ายว่า ผลลัพธ์นี้ไม่เพียงแต่เติมเต็มความเข้าใจเชิงทฤษฎี แต่ยังมีบทบาทสำคัญในการควบคุมและพัฒนาเทคโนโลยีเครื่องเร่งอนุภาคระดับสูงต่อไปในอนาคต
ที่มารูปภาพ : CERN
