Siêu công nghệ mỗi giây tạo ra 89.000 hạt vàng, nhưng vẫn là “vàng ảo”

Từ huyền thoại giả kim đến thực nghiệm vật lý hạt nhân

Trong suốt nhiều thế kỷ, giấc mơ biến chì thành vàng là biểu tượng lớn nhất của thuật giả kim phương Tây. Tuy nhiên, phải đến thời hiện đại, với sự phát triển của vật lý hạt nhân và công nghệ gia tốc hạt, con người mới thật sự bước gần đến khả năng biến đổi nguyên tố một cách có kiểm soát – dù không vì mục đích làm giàu, mà là để hiểu rõ hơn về bản chất của vật chất và vũ trụ.

Tại Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN), thí nghiệm ALICE trong Máy Va chạm Hadron lớn (LHC) đã vô tình tạo ra các hạt nhân vàng khi cho hai chùm hạt nhân chì va chạm nhau ở tốc độ gần bằng ánh sáng. Mục đích chính của thí nghiệm là nghiên cứu vật chất ngay sau Vụ nổ lớn (Big Bang), nhưng hiện tượng hình thành nguyên tố mới – bao gồm vàng – lại xuất hiện như một sản phẩm phụ đầy bất ngờ.

Theo các nhà khoa học, trong quá trình va chạm, nếu hạt nhân chì bị mất đúng ba proton (từ 82 xuống còn 79), thì nó sẽ biến thành nguyên tử vàng. Hiện tượng này chỉ diễn ra khi có sự chênh lệch điện từ cực mạnh giữa hai hạt nhân sượt qua nhau, khiến một phần proton bị “bắn” ra khỏi hạt nhân ban đầu.

Vàng xuất hiện nhưng không thể khai thác

Mặc dù việc hình thành nguyên tử vàng nghe có vẻ hấp dẫn, nhưng số lượng tạo ra là vô cùng nhỏ. Theo báo cáo từ nhóm nghiên cứu, ALICE tạo ra khoảng 89.000 hạt nhân vàng mỗi giây. Tuy nhiên, toàn bộ quá trình chỉ cho ra chưa đầy 29 phần nghìn tỷ của một gam vàng – một con số quá nhỏ để có bất kỳ ý nghĩa kinh tế nào.

Chi phí vận hành máy gia tốc LHC, năng lượng tiêu thụ khổng lồ và các thiết bị hỗ trợ khiến việc tạo vàng theo cách này trở nên phi thực tế nếu mục tiêu là sản xuất thương mại. Dẫu vậy, đây vẫn là bước tiến đáng chú ý trong nghiên cứu vật lý, giúp con người hiểu rõ hơn về cách các nguyên tố hình thành sau những vụ va chạm vũ trụ khổng lồ, giống như trong các vụ nổ siêu tân tinh.

Thú vị hơn, đối với các nhà vật lý tại CERN, việc tạo ra vàng lại không phải là điều được hoan nghênh. Các nguyên tố "mới" hình thành trong quá trình va chạm sẽ lệch quỹ đạo chuẩn của chùm tia và đâm vào thành ống dẫn chân không, làm giảm chất lượng của thí nghiệm chính. Vì vậy, chúng được xem như nhiễu kỹ thuật cần kiểm soát, hơn là thành tựu để nhân rộng.

Khoa học hiện đại và sự giải mã giấc mơ cổ đại

Trong thời kỳ Trung cổ, các nhà giả kim không chỉ tìm kiếm vàng mà còn mơ đến “thuốc trường sinh” và bí mật tối hậu của vật chất. Ngày nay, những ẩn số ấy không còn là đối tượng của tín ngưỡng, mà là mục tiêu của khoa học thực nghiệm.

Việc biến đổi nguyên tố trong phòng thí nghiệm không chỉ giúp lý giải các quá trình xảy ra trong các thiên thể, mà còn cung cấp manh mối cho những ứng dụng công nghệ tương lai. Dù chúng ta chưa thể “làm giàu” bằng cách biến chì thành vàng, nhưng hiểu biết về cơ chế hình thành nguyên tố vẫn là tài sản quý giá của nhân loại.

Các nhà vật lý tiếp tục nghiên cứu để kiểm soát quá trình này một cách chính xác hơn, đồng thời cải thiện khả năng điều hướng hạt trong ống chân không để tránh thất thoát năng lượng. Một ngày nào đó, có thể những hiểu biết từ các thí nghiệm “vô tình tạo vàng” này sẽ giúp nhân loại chế tạo vật liệu mới hoặc mở ra các ngành công nghiệp chưa từng tồn tại.