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

Việt Nam lần đầu đăng cai Kỳ thi Olympic Thiên văn và Vật lý thiên văn quốc tế

Việt Nam lần đầu đăng cai Kỳ thi Olympic Thiên văn và Vật lý thiên văn quốc tế

Trung Quốc hé lộ hệ thống laser có thể trang bị cho J-36

Trung Quốc hé lộ hệ thống laser có thể trang bị cho J-36

7 vũ khí laser quân sự mạnh nhất hiện nay

7 vũ khí laser quân sự mạnh nhất hiện nay

7 bức ảnh ấn tượng từ kính viễn vọng vũ trụ

7 bức ảnh ấn tượng từ kính viễn vọng vũ trụ

Công nghệ thị giác giúp drone không cần GPS vẫn xác định chính xác mục tiêu

Công nghệ thị giác giúp drone không cần GPS vẫn xác định chính xác mục tiêu

Máy tính lượng tử kim cương đầu tiên vượt mốc 100 qubit ra mắt tại Đức

Máy tính lượng tử kim cương đầu tiên vượt mốc 100 qubit ra mắt tại Đức

Vân tay laser mở đường xác thực thiết bị số không cần mật khẩu

Vân tay laser mở đường xác thực thiết bị số không cần mật khẩu

Chip bán dẫn siêu nhỏ đo tín hiệu sinh học đầu tiên thế giới ra đời

Chip bán dẫn siêu nhỏ đo tín hiệu sinh học đầu tiên thế giới ra đời

Lần đầu nghe được âm thanh sóng plasma giữa sao Thổ và Enceladus

Lần đầu nghe được âm thanh sóng plasma giữa sao Thổ và Enceladus

Công nghệ vũ trụ Trung Quốc vượt Mỹ ở ba lĩnh vực chủ chốt

Công nghệ vũ trụ Trung Quốc vượt Mỹ ở ba lĩnh vực chủ chốt

Vỏ gối thông minh 'đánh thức' người khiếm thính khi có sự cố ban đêm

Vỏ gối thông minh 'đánh thức' người khiếm thính khi có sự cố ban đêm

Thủ tướng dự lễ khánh thành Trung tâm Vũ trụ Việt Nam và Diễn đàn vũ trụ Việt Nam - Nhật Bản

Thủ tướng dự lễ khánh thành Trung tâm Vũ trụ Việt Nam và Diễn đàn vũ trụ Việt Nam - Nhật Bản

Tin mới cập nhật

Festival Trà Quốc tế - Thái Nguyên 2026 mở rộng kết nối thương mại, du lịch

Festival Trà Quốc tế - Thái Nguyên 2026 mở rộng kết nối thương mại, du lịch

Huawei ra mắt bộ đôi thiết bị đeo mới, cùng loạt dự án từ nay đến cuối năm

Huawei ra mắt bộ đôi thiết bị đeo mới, cùng loạt dự án từ nay đến cuối năm

Phát triển khoa học - công nghệ gắn với tăng trưởng và năng lực cạnh tranh

Phát triển khoa học - công nghệ gắn với tăng trưởng và năng lực cạnh tranh

Vi phạm đất đai có thể được miễn trách nhiệm hình sự từ 15/10

Vi phạm đất đai có thể được miễn trách nhiệm hình sự từ 15/10

NSOC 2026: Sân chơi Esports sinh viên chính thức quay trở lại

NSOC 2026: Sân chơi Esports sinh viên chính thức quay trở lại

SIMO giúp ngăn chặn giao dịch nghi lừa đảo như thế nào?

SIMO giúp ngăn chặn giao dịch nghi lừa đảo như thế nào?

Mercedes-Benz bổ sung GLC 350e 4MATIC, giá 2,999 tỷ đồng

Mercedes-Benz bổ sung GLC 350e 4MATIC, giá 2,999 tỷ đồng

VNPT Money chung tay kiến tạo hành trình giao thông đô thị liền mạch

VNPT Money chung tay kiến tạo hành trình giao thông đô thị liền mạch

POCO ra mắt POCO C95 Pro, chiếc smartphone ưu tiên cho giải trí

POCO ra mắt POCO C95 Pro, chiếc smartphone ưu tiên cho giải trí

Việt Nam lần đầu đăng cai Kỳ thi Olympic Thiên văn và Vật lý thiên văn quốc tế

Việt Nam lần đầu đăng cai Kỳ thi Olympic Thiên văn và Vật lý thiên văn quốc tế

Nghị định mới: Phạt đến 500 triệu đồng đối với vi phạm hành chính trong lĩnh vực báo chí

Nghị định mới: Phạt đến 500 triệu đồng đối với vi phạm hành chính trong lĩnh vực báo chí

Lễ tưởng niệm 726 năm Ngày mất của Anh hùng dân tộc Trần Hưng Đạo

Lễ tưởng niệm 726 năm Ngày mất của Anh hùng dân tộc Trần Hưng Đạo

Tin đọc nhiều

Việt Nam lần đầu đăng cai Kỳ thi Olympic Thiên văn và Vật lý thiên văn quốc tế

Việt Nam lần đầu đăng cai Kỳ thi Olympic Thiên văn và Vật lý thiên văn quốc tế

Trung Quốc hé lộ hệ thống laser có thể trang bị cho J-36

Trung Quốc hé lộ hệ thống laser có thể trang bị cho J-36

7 vũ khí laser quân sự mạnh nhất hiện nay

7 vũ khí laser quân sự mạnh nhất hiện nay

7 bức ảnh ấn tượng từ kính viễn vọng vũ trụ

7 bức ảnh ấn tượng từ kính viễn vọng vũ trụ

Máy tính lượng tử kim cương đầu tiên vượt mốc 100 qubit ra mắt tại Đức

Máy tính lượng tử kim cương đầu tiên vượt mốc 100 qubit ra mắt tại Đức

Vân tay laser mở đường xác thực thiết bị số không cần mật khẩu

Vân tay laser mở đường xác thực thiết bị số không cần mật khẩu

Chip bán dẫn siêu nhỏ đo tín hiệu sinh học đầu tiên thế giới ra đời

Chip bán dẫn siêu nhỏ đo tín hiệu sinh học đầu tiên thế giới ra đời

Lần đầu nghe được âm thanh sóng plasma giữa sao Thổ và Enceladus

Lần đầu nghe được âm thanh sóng plasma giữa sao Thổ và Enceladus

Công nghệ vũ trụ Trung Quốc vượt Mỹ ở ba lĩnh vực chủ chốt

Công nghệ vũ trụ Trung Quốc vượt Mỹ ở ba lĩnh vực chủ chốt

3 nhà khoa học Việt vào bảng xếp hạng thế giới

3 nhà khoa học Việt vào bảng xếp hạng thế giới

Video xem nhiều

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

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

Geneva Motor Show 2020: Bentley hé lộ siêu xe Bacalar triệu đô

Geneva Motor Show 2020: Bentley hé lộ siêu xe Bacalar triệu đô

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

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

Xe máy điện VinFast được CNN chọn là 1 trong 5 biểu tượng mới của Hà Nội

Xe máy điện VinFast được CNN chọn là 1 trong 5 biểu tượng mới của Hà Nội

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

Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ

Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ

Sếp nhà bán lẻ làm lộ ngày bán iPhone 11

Sếp nhà bán lẻ làm lộ ngày bán iPhone 11

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