연금술은 사람들이 비금속을 금으로 바꿀 수 있다고 믿었던 고대부터 존재해 왔습니다. 물론 이것은 말도 안되는 일이었고 연금술은 오랫동안 사이비 과학으로 여겨져 왔지만 완전히 정확하지는 않습니다. 납은 금으로 변환하기 위한 기본 금속으로 가장 자주 선택되었으며 주기율표를 보면 그 이유를 알 수 있습니다. 금의 원자 번호는 79이고 납의 원자 번호는 82입니다.
원자 번호는 원자핵에 있는 양성자의 총량이므로 이론적으로 납 원자에서 양성자 3개를 제거하면 금으로 변환됩니다. 그렇게 하는 것은 쉽지 않으며 불가능한 일처럼 보였지만 최근 Large Hadron Collider의 연구원들이 발견한 것처럼 세 개의 양성자를 제거함으로써 납을 금으로 변환할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. ALICE(대형 이온 충돌기 실험)를 수행하는 동안 빅뱅 직후의 우주 상태를 재현하려는 노력의 일환으로 납 원자가 놀라운 속도로 가속되었습니다.
납 원자가 충돌하면 양성자가 분산되어 여러 원자가 금으로 변환되었습니다. 그 결과 금 1g의 약 29조분의 1이 탄생했습니다. 아주 작게 들리지만 실제로는 약 860억 개의 원자에 달하며 이는 상당한 성과입니다. 그럼에도 불구하고 이것이 곧 금 가격을 낮추지는 못하더라도 일종의 연금술이 실제로 가능하다는 것을 증명하여 의사 과학의 영역을 다소 벗어난 관행을 취합니다.
납을 금으로 변환
납 원자를 고속으로 충돌시키면 금이 생성된다고 말하기는 쉽지만, 그 과정 뒤에는 엄청난 과학이 숨어 있습니다. 양성자는 우주에서 가장 강력한 기본 힘인 강한 핵력에 의해 결합됩니다. 원자를 부수면 완전히 파괴되므로 ALICE의 목표는 아슬아슬한 상황을 달성하는 것이었습니다. 그렇게 하면 전자기력이 생성되어 한 물체(납 원자)가 다른 물체에서 멀어짐에 따라 장이 붕괴됩니다.
이는 전기적으로 충전된 양성자를 끌어당겨 흥미로운 변화를 가져옵니다. 일이 정확하게 진행되고 납 핵이 다른 핵과 거의 접촉하게 되면 엄청난 양의 전기장이 생성됩니다. 두 핵 사이의 빠른 교환으로 인해 진동 운동이 발생합니다. 이로 인해 때때로 양성자가 제거될 수 있습니다. 납 원자의 핵이 우연히 세 개의 양성자를 방출하면 금 원자로 변환됩니다.
새로운 금 원자는 직접 관찰할 수 없기 때문에 과학자들은 장비를 사용하여 금 핵을 탐지합니다. ALICE를 수행하는 연구원들은 초당 약 89,000개의 금 핵을 생성한다고 믿고 있지만 실제로 이것이 실험의 전부는 아닙니다. 금 핵은 충돌기의 벽에 부딪혀 우연한 연금술 “과학”의 성배보다 연구에 더 방해가 됩니다. ALICE는 금 외에도 각각 양성자 1개와 2개를 제거한 후 탈륨과 수은을 생산했습니다.
