刚刚，物理学家实现了「点铅成金」！0.000001秒

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文章摘要

欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）近期实现了一项突破性实验，成功将铅转化为黄金。这一过程虽然仅持续约一微秒，且成本高昂，但标志着17世纪炼金术士的梦想在现代物理学中得以实现。铅离子在接近光速的对撞中，部分原子核喷射出3个质子，从而转变为金原子。这一现象由LHC的ALICE探测器捕捉到，并在2023年5月7日发表于《物理评论》的论文中详细分析。数据显示，2015至2018年间，LHC的碰撞共产生了860亿个金原子核，尽管其总量仅为29万亿分之一克。

实验的核心在于理解光子如何改变原子核，这对提升LHC的性能至关重要。纽约石溪大学的物理学家Jiangyong Jia指出，理解此类过程对于控制束流质量和稳定性具有重要意义。尽管CERN的研究人员并未计划将炼金术作为副业，但这一实验为高能物理研究提供了新的视角。值得注意的是，CERN的另一个加速器SPS早在2002至2004年就观察到了铅转变成金的现象，但此次实验的能量更高，产生黄金的概率更大，观察结果也更加清晰。

LHC作为全球最强大的粒子加速器，自2012年发现希格斯玻色子以来，一直是物理学研究的前沿工具。其建造成本已达92亿美元，并经历了三次重大更新。第三代LHC以13.6万亿电子伏特（TeV）的能量撞击质子，比上一轮的13万亿电子伏特略高。更高的能量撞击增加了碰撞产生粒子的机会，尤其是在一些理论认为可能隐藏新物理的高能区域。此外，LHC的粒子束更密集，碰撞概率更高，使得实验记录的数据量相当于前两代的总和。

为了应对数据洪流，LHC的探测器进行了升级，使其更高效、更精准。改进之一是引入了原本为视频游戏设计的GPU芯片，这些芯片比传统处理器更快地重建粒子轨迹，让软件能以更高标准、更快速度地扫描数据。这一技术革新使得研究人员能够捕捉到以前可能被漏掉的奇怪碰撞事件，从而为探索新物理现象提供了更多可能性。

总的来说，LHC的这次实验不仅实现了“点铅成金”的壮举，还为进一步理解高能物理现象和提升实验性能提供了重要数据。尽管这一过程目前无法应用于实际生产，但其科学意义不可忽视，为未来的物理学研究开辟了新的方向。