摘要：中世纪的炼金术士曾执着于 “点铅成金” 的梦想，而现代物理学家竟在粒子对撞机中实现了这一幻想！欧洲核子研究中心（CERN）的科学家们利用大型强子对撞机（LHC），首次观测到铅原子核在高速 “擦身而过” 时转化为金原子核的过程，尽管金原子仅存在极短时间，却揭开了

中世纪的炼金术士曾执着于 “点铅成金” 的梦想，而现代物理学家竟在粒子对撞机中实现了这一幻想！欧洲核子研究中心（CERN）的科学家们利用大型强子对撞机（LHC），首次观测到铅原子核在高速 “擦身而过” 时转化为金原子核的过程，尽管金原子仅存在极短时间，却揭开了核物理领域的奇妙一页。

在最新发表于《物理评论 C》的研究中，CERN 的 ALICE 实验团队发现，当两束铅原子核以接近光速（99.999993%）在 LHC 中对撞时，偶尔会发生 “擦边碰撞”。此时，铅核携带的强电磁场会激发高能光子脉冲，导致铅核内部结构振荡，释放出 3 个质子，从而将含有 82 个质子的铅核（Pb）转化为含有 79 个质子的金核（Au）。

“这就像一场微观层面的‘元素魔术’，”ALICE 实验发言人马尔科・范・勒文（Marco Van Leeuwen）解释道，“我们的探测器不仅能捕捉到对撞产生数千粒子的剧烈场景，还能精准识别仅释放少量质子的微妙过程，揭示电磁力引发的‘核嬗变’奥秘。”

实验显示，LHC 在 2015-2018 年的运行周期中，共产生约860 亿个金原子核，总质量仅为 29 皮克（2.9×10⁻¹¹ 克），相当于一粒沙子的万亿分之一。这些高能金原子在撞击对撞机管道后瞬间碎裂为质子和中子，存在时间短到难以用肉眼捕捉。

“虽然从质量上看毫无实用价值，但这是人类首次在实验室中系统性观测到铅变金的过程，” 研究人员乌利亚娜・德米特里耶娃（Uliana Dmitrieva）表示，“更重要的是，这类‘超外围碰撞’实验为验证电磁离解理论提供了关键数据，有助于优化 LHC 及未来对撞机的束流设计。”

尽管无法像炼金术士那样制造财富，但这项研究深化了人类对原子核相互作用的理解。例如，通过分析金核产生率，科学家能更精确地模拟高能粒子与物质的电磁效应，这对预测对撞机运行中的束流损失、提升设备性能至关重要。

“中世纪炼金术士的梦想在量子物理时代以意想不到的方式实现了，” 理论物理学家约翰・乔维特（John Jowett）调侃道，“只不过我们的‘黄金’是用来解锁宇宙奥秘的钥匙，而非珠宝店里的商品。”

从铅到金的瞬间转化，既是对古老炼金术的科学致敬，也是现代粒子物理的奇妙注脚。尽管无法量产贵金属，但这类实验揭示了微观世界的惊人可塑性。未来，随着 LHC 升级，是否会有更多 “元素魔术” 被揭开？你认为这类基础研究该如何与实际应用结合？欢迎在评论区分享你的脑洞！

来源：百姓认知堂