Máy gia tốc hạt lớn biến chì thành vàng: Giấc mơ giả kim thuật trở thành hiện thực

Thuỳ Linh
09/05/2025 22:06
D

Máy gia tốc hạt lớn (LHC) biến chì thành vàng, hiện thực hóa giấc mơ giả kim thuật cổ đại bằng va chạm hạt năng lượng cao, tạo 89.000 hạt nhân vàng/giây.

Sự thúc đẩy của Công nghệ tiên tiến trong quá trình tiến hóa tiếp theo của loài người Sự thúc đẩy của Công nghệ tiên tiến trong quá trình tiến hóa tiếp theo của loài người
Phát minh vật liệu bền nhất từ công nghệ Nano DNA và thủy tinh Phát minh vật liệu bền nhất từ công nghệ Nano DNA và thủy tinh
Trung quốc phát minh tiêu chuẩn tần số kép trong đồng hồ nguyên tử Trung quốc phát minh tiêu chuẩn tần số kép trong đồng hồ nguyên tử

Giấc mơ của các nhà giả kim thuật thời trung cổ đã trở thành hiện thực theo cách mà họ không thể tưởng tượng. Các nhà khoa học tại Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân Châu Âu (CERN) vừa công bố một thành tựu đột phá: đo lường trực tiếp quá trình biến đổi nguyên tử chì thành vàng trong các va chạm hạt năng lượng cao tại Máy gia tốc Hạt lớn (LHC).

Máy gia tốc hạt lớn biến chì thành vàng: Giấc mơ giả kim thuật trở thành hiện thực
Thí nghiệm tận dụng khả năng của LHC để tăng tốc hạt nhân chì lên gần tới tốc độ ánh sáng. Ảnh: CERN

Giải mã truyền thuyết giả kim

Trong suốt nhiều thế kỷ, giấc mơ biến đổi kim loại thông thường thành vàng đã ám ảnh tâm trí con người. Các nhà giả kim thuật cổ đại miệt mài tìm kiếm "chrysopoeia", quá trình chuyển hóa vàng từ các kim loại khác. Tuy nhiên, khoa học hiện đại đã chứng minh điều mà các nhà giả kim thuật không biết: chì và vàng là hai nguyên tố hóa học riêng biệt, và các phương pháp hóa học không thể biến đổi chúng.

"Biến kim loại cơ bản chì thành kim loại quý vàng từng là giấc mơ của các nhà giả kim thuật thời trung cổ," nhóm nghiên cứu tại CERN cho biết. "Mãi sau này người ta mới hiểu rằng chì và vàng là những nguyên tố hóa học khác nhau và các phương pháp hóa học hoàn toàn bất lực trong việc biến đổi chúng."

Điều mà các phương pháp hóa học không làm được, vật lý hạt nhân hiện đại đã thực hiện thành công dù ở quy mô cực nhỏ và trong thời gian cực ngắn.

Phương pháp nghiên cứu đột phá

Thành tựu này đạt được nhờ phương pháp tiếp cận đổi mới của nhóm hợp tác ALICE. Họ tập trung nghiên cứu các va chạm "suýt chạm" giữa các hạt nhân chì di chuyển gần bằng tốc độ ánh sáng trong máy gia tốc hạt lớn (LHC) lớn nhất thế giới.

Trong những khoảnh khắc va chạm, các trường điện từ cực kỳ mạnh được tạo ra, giải phóng hàng loạt photon ảo. Những photon này tương tác với các hạt nhân chì, khiến chúng mất đi proton. Điểm then chốt nằm ở đây: khi một hạt nhân chì với 82 proton mất đi 3 proton, nó biến đổi thành một hạt nhân vàng với 79 proton.

Để xác định sự tồn tại của các hạt nhân vàng mới hình thành, các nhà nghiên cứu đã sử dụng máy đo nhiệt lượng độ không ALICE (ALICE ZDCs), một thiết bị tiên tiến có thể phát hiện và phân tích dấu hiệu của các quá trình biến đổi hạt.

"Nhờ khả năng độc đáo của ALICE ZDCs, phân tích hiện tại là nghiên cứu đầu tiên phát hiện và phân tích có hệ thống dấu hiệu sản xuất vàng tại LHC theo phương pháp thực nghiệm," Uliana Dmitrieva từ nhóm hợp tác ALICE giải thích.

Thách thức trong phát hiện kỳ diệu

Phát hiện này càng ấn tượng hơn khi hiểu được độ phức tạp của thí nghiệm. Thiết bị phát hiện phải đủ nhạy để phân biệt giữa các va chạm trực diện tạo ra hàng nghìn hạt với các va chạm chỉ tạo ra vài hạt, điều này thực sự thách thức khả năng kỹ thuật hiện đại.

"Thật ấn tượng khi thấy các máy dò của chúng tôi xử lý được các va chạm trực diện tạo ra hàng nghìn hạt, đồng thời cũng nhạy với các va chạm chỉ tạo ra vài hạt mỗi lần, cho phép nghiên cứu các quá trình 'biến đổi hạt nhân' điện từ hiếm gặp," Tiến sĩ Marco Van Leeuwen, người phát ngôn của ALICE nhấn mạnh.

Vàng từ LHC: Thực tế về con số

Phân tích của nhóm nghiên cứu cho thấy LHC hiện tại sản xuất vàng với tốc độ đỉnh điểm khoảng 89.000 hạt nhân mỗi giây trong các va chạm chì-chì tại điểm tương tác ALICE. Con số này thoạt nghe rất ấn tượng, nhưng thực tế lại khá khiêm tốn khi quy đổi ra khối lượng.

Trong toàn bộ Giai đoạn 2 hoạt động của LHC (2015-2018), khoảng 86 tỷ hạt nhân vàng đã được tạo ra tại bốn thí nghiệm chính. Tuy nhiên, về khối lượng, tổng số vàng này chỉ tương đương với 29 picogam (2,9 × 10^-11 g), một lượng vô cùng nhỏ, thậm chí không thể nhìn thấy bằng mắt thường.

Thêm vào đó, "vàng" được tạo ra trong quá trình này rất ngắn ngủi. Các hạt nhân vàng năng lượng cao chỉ tồn tại trong một phần rất nhỏ của giây trước khi va chạm với cơ sở hạ tầng của LHC và phân rã.

Ý nghĩa vượt ra ngoài giấc mơ giả kim

Mặc dù việc tạo ra vàng từ chì trong LHC là một thành tựu đáng kinh ngạc, nghiên cứu này còn mang nhiều ý nghĩa sâu sắc hơn cho khoa học hiện đại. Nó không chỉ là sự hoàn thiện mang tính biểu tượng của giấc mơ giả kim thuật cổ đại, mà còn cung cấp những hiểu biết quý giá về các quá trình vật lý cơ bản.

"Kết quả cũng kiểm tra và cải thiện các mô hình lý thuyết về phân rã điện từ, ngoài giá trị vật lý nội tại của chúng, được sử dụng để hiểu và dự đoán sự mất mát chùm tia, giới hạn chính đối với hiệu suất của LHC và các máy va chạm trong tương lai," John Jowett từ nhóm hợp tác ALICE cho biết.

Nghiên cứu này cung cấp cái nhìn sâu sắc về trạng thái plasma quark-gluon, một trạng thái vật chất cực kỳ nóng và đặc được cho là đã tồn tại trong vũ trụ sơ khai, khoảng một phần triệu giây sau Vụ nổ lớn. Bằng cách tái tạo và nghiên cứu trạng thái vật chất này, các nhà khoa học mở ra cánh cửa để hiểu sâu hơn về nguồn gốc của vật chất trong vũ trụ mà chúng ta biết ngày nay.

Tương lai của "giả kim thuật hiện đại"

Dù máy gia tốc hạt lớn hiện tại không thể thay thế các mỏ vàng, thí nghiệm này đặt nền móng cho hiểu biết sâu hơn về biến đổi hạt nhân và có thể dẫn đến các ứng dụng mới trong tương lai. Khả năng chuyển đổi giữa các nguyên tố trong điều kiện kiểm soát mở ra triển vọng cho các lĩnh vực như y học hạt nhân, công nghệ năng lượng và khoa học vật liệu.

Một điểm đáng chú ý là các nhà khoa học đã thực hiện được điều mà các nhà giả kim thuật chỉ mơ ước, nhưng với sự hiểu biết sâu sắc và chính xác về cơ chế vật lý. Đây không còn là "phép thuật" hay "giả kim", mà là khoa học đỉnh cao, được thực hiện trong phòng thí nghiệm hiện đại nhất thế giới.

Mặc dù lượng vàng được tạo ra từ thí nghiệm này vô cùng nhỏ bé và không tồn tại lâu, thành tựu này vẫn đánh dấu một bước tiến quan trọng trong khoa học hiện đại. Nó không chỉ khép lại giấc mơ của các nhà giả kim thuật cổ đại, mà còn mở ra những khả năng mới cho vật lý hạt nhân. Thông qua máy gia tốc hạt lớn nhất thế giới, ranh giới giữa các nguyên tố hóa học không còn là rào cản không thể vượt qua, một minh chứng cho sức mạnh của khoa học hiện đại trong việc biến những điều tưởng chừng không thể thành hiện thực.

Theo tạp chí Điện tử và Ứng dụng

Bình luận

Tối thiểu 10 chữ Tiếng việt có dấu Không chứa liên kết

Gửi bình luận

Tin cùng chuyên mục

Châu Âu thử nghiệm mạng siêu máy tính đạt tốc độ 1,2 Tbit/giây trên hành trình cơ sở hạ tầng 3.500km

Châu Âu thử nghiệm mạng siêu máy tính đạt tốc độ 1,2 Tbit/giây trên hành trình cơ sở hạ tầng 3.500km

Hưng Yên phát động phong trào thi đua khoa học công nghệ giai đoạn 2025-2030

Hưng Yên phát động phong trào thi đua khoa học công nghệ giai đoạn 2025-2030

Tính phù hợp của nguyên tắc hình thành hợp đồng thông minh với pháp luật Việt Nam về hợp đồng – nhìn nhận từ kinh nghiệm quốc tế

Tính phù hợp của nguyên tắc hình thành hợp đồng thông minh với pháp luật Việt Nam về hợp đồng – nhìn nhận từ kinh nghiệm quốc tế

Phát triển công nghệ mô phỏng theo dõi 24.000 electron 'nhảy múa' theo thời gian thực

Phát triển công nghệ mô phỏng theo dõi 24.000 electron 'nhảy múa' theo thời gian thực

Vi khuẩn vũ trụ Niallia tiangongensis: Sinh vật địa ngoại đầu tiên 'sinh ra' trên trạm Thiên Cung của Trung Quốc

Vi khuẩn vũ trụ Niallia tiangongensis: Sinh vật địa ngoại đầu tiên 'sinh ra' trên trạm Thiên Cung của Trung Quốc

Công bố và trao Giải thưởng Sáng kiến Khoa học 2025

Công bố và trao Giải thưởng Sáng kiến Khoa học 2025

Chào mừng Ngày Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2025: Hành trình phát triển và đổi mới

Chào mừng Ngày Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2025: Hành trình phát triển và đổi mới

Công nghệ chân không mới giảm 75% độ xốp trong các sản phẩm in 3D cỡ lớn

Công nghệ chân không mới giảm 75% độ xốp trong các sản phẩm in 3D cỡ lớn

Lý thuyết Stephen Hawking giúp các nhà khoa học tính toán tuổi thọ vũ trụ ngắn hơn dự đoán

Lý thuyết Stephen Hawking giúp các nhà khoa học tính toán tuổi thọ vũ trụ ngắn hơn dự đoán

Trung Quốc phát minh ăng-ten siêu mỏng cho máy bay tàng hình

Trung Quốc phát minh ăng-ten siêu mỏng cho máy bay tàng hình

Công nghệ lượng tử của Toshiba thay đổi ngành viễn thông

Công nghệ lượng tử của Toshiba thay đổi ngành viễn thông

Phương pháp 'chia tách' đưa các vệ tinh công suất thấp vào kỷ nguyên 5G

Phương pháp 'chia tách' đưa các vệ tinh công suất thấp vào kỷ nguyên 5G

Tin mới cập nhật

OPPO Photography Awards 2025 chính thức khởi động

OPPO Photography Awards 2025 chính thức khởi động

Tổng Bí thư Tô Lâm chủ trì họp Bộ Chính trị về sắp xếp tổ chức bộ máy và đơn vị hành chính

Tổng Bí thư Tô Lâm chủ trì họp Bộ Chính trị về sắp xếp tổ chức bộ máy và đơn vị hành chính

Hội Người cao tuổi Việt Nam kỷ niệm 30 năm thành lập, đón nhận Huân chương Lao động hạng Nhất

Hội Người cao tuổi Việt Nam kỷ niệm 30 năm thành lập, đón nhận Huân chương Lao động hạng Nhất

VinFast VF 7 xuất hiện với hai phiên bản cá nhân hóa độc nhất

VinFast VF 7 xuất hiện với hai phiên bản cá nhân hóa độc nhất

Mitsubishi ra mắt SUV 7 chỗ 'đo ni đóng giày' riêng cho Đông Nam Á tại Việt Nam

Mitsubishi ra mắt SUV 7 chỗ 'đo ni đóng giày' riêng cho Đông Nam Á tại Việt Nam

Sun Life bổ nhiệm bà Lay Hoon Tan làm Tổng giám đốc tại Việt Nam

Sun Life bổ nhiệm bà Lay Hoon Tan làm Tổng giám đốc tại Việt Nam

Châu Âu thử nghiệm mạng siêu máy tính đạt tốc độ 1,2 Tbit/giây trên hành trình cơ sở hạ tầng 3.500km

Châu Âu thử nghiệm mạng siêu máy tính đạt tốc độ 1,2 Tbit/giây trên hành trình cơ sở hạ tầng 3.500km

Be Group và Viettel Post ký kết hợp tác chiến lược

Be Group và Viettel Post ký kết hợp tác chiến lược

Loa tiệc siêu pin JBL PartyBox 520 chính thức ra mắt

Loa tiệc siêu pin JBL PartyBox 520 chính thức ra mắt

Hỗ trợ thanh niên Quảng Trị khởi nghiệp qua thương mại điện tử

Hỗ trợ thanh niên Quảng Trị khởi nghiệp qua thương mại điện tử

Kaspersky Việt Nam lần đầu tiên bổ nhiệm Giám đốc Quốc gia

Kaspersky Việt Nam lần đầu tiên bổ nhiệm Giám đốc Quốc gia

Việt Nam ghi dấu tại giải Vô địch an ninh mạng thế giới

Việt Nam ghi dấu tại giải Vô địch an ninh mạng thế giới

Tin đọc nhiều

Tính phù hợp của nguyên tắc hình thành hợp đồng thông minh với pháp luật Việt Nam về hợp đồng – nhìn nhận từ kinh nghiệm quốc tế

Tính phù hợp của nguyên tắc hình thành hợp đồng thông minh với pháp luật Việt Nam về hợp đồng – nhìn nhận từ kinh nghiệm quốc tế

Phát triển công nghệ mô phỏng theo dõi 24.000 electron 'nhảy múa' theo thời gian thực

Phát triển công nghệ mô phỏng theo dõi 24.000 electron 'nhảy múa' theo thời gian thực

Vi khuẩn vũ trụ Niallia tiangongensis: Sinh vật địa ngoại đầu tiên 'sinh ra' trên trạm Thiên Cung của Trung Quốc

Vi khuẩn vũ trụ Niallia tiangongensis: Sinh vật địa ngoại đầu tiên 'sinh ra' trên trạm Thiên Cung của Trung Quốc

Công bố và trao Giải thưởng Sáng kiến Khoa học 2025

Công bố và trao Giải thưởng Sáng kiến Khoa học 2025

Chào mừng Ngày Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2025: Hành trình phát triển và đổi mới

Chào mừng Ngày Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2025: Hành trình phát triển và đổi mới

Công nghệ chân không mới giảm 75% độ xốp trong các sản phẩm in 3D cỡ lớn

Công nghệ chân không mới giảm 75% độ xốp trong các sản phẩm in 3D cỡ lớn

Lý thuyết Stephen Hawking giúp các nhà khoa học tính toán tuổi thọ vũ trụ ngắn hơn dự đoán

Lý thuyết Stephen Hawking giúp các nhà khoa học tính toán tuổi thọ vũ trụ ngắn hơn dự đoán

Trung Quốc phát minh ăng-ten siêu mỏng cho máy bay tàng hình

Trung Quốc phát minh ăng-ten siêu mỏng cho máy bay tàng hình

Công nghệ lượng tử của Toshiba thay đổi ngành viễn thông

Công nghệ lượng tử của Toshiba thay đổi ngành viễn thông

Phương pháp 'chia tách' đưa các vệ tinh công suất thấp vào kỷ nguyên 5G

Phương pháp 'chia tách' đưa các vệ tinh công suất thấp vào kỷ nguyên 5G

Video xem nhiều

Giới thiệu chương trình bình chọn “Xe của năm 2022"

Giới thiệu chương trình bình chọn “Xe của năm 2022"

Ford F-150 Lightning 2022 ra mắt: Bán tải chạy điện giá khởi điểm chưa đến 40 nghìn USD

Ford F-150 Lightning 2022 ra mắt: Bán tải chạy điện giá khởi điểm chưa đến 40 nghìn USD

Isuzu Mu-X 2021 hoàn toàn mới: Thiết kế hiện đại và đầy công nghệ

Isuzu Mu-X 2021 hoàn toàn mới: Thiết kế hiện đại và đầy công nghệ

Honda MSX 125 Grom 2021 mẫu xe côn tay phiên bản đường đua

Honda MSX 125 Grom 2021 mẫu xe côn tay phiên bản đường đua

Clip: Khuyến cáo đối với người lao động, người làm việc, người bán hàng tại khu dịch vụ trong dịch Covid-19

Clip: Khuyến cáo đối với người lao động, người làm việc, người bán hàng tại khu dịch vụ trong dịch Covid-19

Lộ diện siêu xe hypercar Czinger 21C tăng tốc 0-100km/h chưa tới 2 giây

Lộ diện siêu xe hypercar Czinger 21C tăng tốc 0-100km/h chưa tới 2 giây

“Rắn tiên tri” dự đoán đội tuyển Việt Nam thắng Thái Lan

“Rắn tiên tri” dự đoán đội tuyển Việt Nam thắng Thái Lan

Một ngày trải nghiệm giấc mơ trở thành tay đua F1 chuyên nghiệp ở Nhật Bản

Một ngày trải nghiệm giấc mơ trở thành tay đua F1 chuyên nghiệp ở Nhật Bản

Bắc Sơn mây hát

Bắc Sơn mây hát

Chiếc điều hòa cá nhân này của Sony là tất cả những gì bạn cần để sống sót qua mùa hè nóng nực

Chiếc điều hòa cá nhân này của Sony là tất cả những gì bạn cần để sống sót qua mùa hè nóng nực

Những gì bạn muốn biết về 5G

Những gì bạn muốn biết về 5G

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

Bàn về tầm nhìn và các trụ cột của công nghệ thông tin di động 6G
04/03/2022
Chip xử lý A15 Bionic của Apple có gì mới
15/09/2021
Sex Education mùa 3 được Netflix công chiếu vào 17/9
14/09/2021
iPhone 13 không thay đổi nhiều về ngoại hình, camera được nâng cấp mạnh
13/09/2021
Cách xem trực tiếp sự kiện ra mắt iPhone 13 và Apple Watch 7
10/09/2021
VNEID của Bộ Công an khác các ứng dụng đang được vận hành?
10/09/2021
'Cái tôi' thời 4.0 và tính hai mặt của mạng xã hội
04/09/2021
'Muôn màu' cảm xúc của trẻ trong ngày khai giảng online
24/08/2021
Chủ tịch Chu Ngọc Anh giải toả 'ách tắc' về Giấy đi đường cho người dân Thủ đô
10/08/2021
Hàng loạt Macbook M1 tự dưng vỡ màn hình, Apple có đồng ý bảo hành?
02/08/2021
6 bộ phim hay nhất để xem trên VieON
29/01/2021
Bắc Ninh: Không ký kết triển khai dự án Owifi 5G với CSE Singapore
27/06/2020
Bị World Bank cấm dự thầu 7 năm, công ty Sao Bắc Đẩu thừa nhận sai sót
27/06/2020
Wefinex - Mô hình hoạt động đa cấp "đội lốt" đầu tài chính trên mạng internet
10/06/2020
Khai trừ MISA khỏi Câu lạc bộ Chữ ký số và Giao dịch điện tử Việt Nam
27/05/2020
Chuyển đổi số - Nên hiểu như thế nào cho đúng
25/05/2020
Chống thất thu thuế là thách thức lớn đối với nền kinh tế số
29/04/2020
Cách chuyển tập tin sang máy tính mới
10/11/2019
VNPT, MobiFone, VTC sẽ hoàn thành cổ phần hóa trước năm 2021
20/08/2019
5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?
26/07/2019
Nhận diện hành vi lừa đảo trên không gian mạng
25/07/2019
Truyền hình OTT - Hướng đi mới của các “nhà Đài”
24/07/2019