在科学的浩瀚宇宙中，一项令人瞩目的成就近日由欧洲核子研究中心（CERN）的科学家们揭晓。他们借助大型强子对撞机（LHC）这一强大的科研工具，首次系统性地观察到了一种奇异的核嬗变现象：在超高能量的碰撞中，铅原子核竟能短暂地转化为黄金原子核。
这一发现，仿佛是科学界对古老炼金术士梦想的现代诠释，只不过这次不是“点石成金”，而是更为精确的“点铅成金”。尽管这一过程转瞬即逝，且成本极其昂贵，但它无疑为探索原子核的奥秘开辟了新的途径。
实验的关键在于铅离子束的“擦肩而过”式碰撞。当两束携带82个质子的铅离子以接近光速的速度相互掠过时，它们强大的电磁场激发出高能光子脉冲。这些光子与邻近的铅核发生相互作用，导致铅核释放出3个质子和若干中子，从而使其质子数从82减少到79，实现了从铅到金的转变。CERN的ALICE团队利用零度量热器（ZDC）精确记录了这一过程，首次对其进行了系统量化。
在LHC的第二轮运行期间（2015至2018年），ALICE实验团队成功记录到了860亿个金原子核的诞生，尽管它们的总质量仅为29皮克（万亿分之一克）。这些金原子核以接近光速的速度运动，其平均寿命仅为1微秒。除了金原子核外，该过程还产生了铊（81质子）和汞（80质子），其中汞原子核的产量尤为可观，每秒可达8.9万个，是金原子核产量的数千倍。
尽管早在2002至2004年间，CERN的SPS加速器就已观测到铅转金的现象，但此次LHC实验在能量强度、产生概率和观测精度上均实现了质的飞跃。CERN物理学家Jiangyong Jia指出，这一进步为深入理解光子如何改变原子核提供了宝贵的数据。
ALICE实验的发言人、乌得勒支大学的粒子物理学家Marco van Leeuwen对探测器的灵敏度表示了赞叹：“它既能处理产生数千粒子的复杂对撞事件，也能捕捉到仅产生少数粒子的稀有过程，这种能力令人叹为观止。”
尽管CERN的主要目标并非开展“炼金”副业，但这一研究成果对于改进LHC的运行性能、探索更深层次的宇宙奥秘具有重要意义。科学家们表示，通过深入研究光子与原子核的相互作用机制，他们有望为粒子物理学领域带来新的突破。
相关研究成果已于
