怎样把一块铜变成金子?

图片:yulinlon / CC0

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子乾, 公家号搜刮 【子乾说物理】经由过程重离子对撞 。
原子核是由带电的质子和不带电的中子组成的, 分歧元素之间最本家儿要的差别来历于原子核的电荷数, 也就是原子核内的质子数目, 当然, 质子数不异但中子数分歧的原子也是纷歧样的, 可是其化学性质一样, 这样的叫做同位素 。 所以, 要想把一种元素酿成另一种元素, 底子手段就是改变原子核内的质子数(不考虑中子的影响) 。
铜(Cu), 质子数 29, 中子数 35;
金(Au), 质子数 79, 中子数 118.
那么什么是重离子对撞呢?良多人或许听过粒子对撞机, 以及欧洲核子中间(CERN) 的大型强子对撞机(LHC)或者海说神聊京正负电子对撞机(BEPC), BEPC 是正负电子对撞, LHC 是质子质子对撞, 这些对撞过程相对简单, 产品相对较少, 布景相对比力纯净;除此之外, 还有另一种对撞, 就叫做重离子对撞, 用于对撞的粒子是很重的原子核, 好比说铜原子核、金原子核或者铅原子核,
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这些原子核的核子数在几十到 200 摆布, 相对电子 / 质子的质量来说长短常大的了, 这样的对撞产品很是多, 布景也很是复杂 。
重离子对撞模拟动画
【怎样把一块铜变成金子?】重离子对撞的生当作物大多都是电子、轻介子(好比 pion 介子)、轻重子(好比质子等), 质量越大的粒子产量越小, 而能生当作原子核的概率就更小了 。 典型的生当作粒子的尝试成果:
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(这个不是重离子对撞的成果, 而是质子质子对撞的成果, 不外两者成果相似)上图中颜色越红暗示粒子数越多, 颜色越蓝则越少 。 此中 p 代表质子(现实上就是氢原子核), d 代表氘核, 可以看到 d 比 p 就已经少了良多了, 当然也会有氦核
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甚至还能生当作反氦核
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可是这些产品的质量相对来说都比力小, 很重的也不敷几倍于质子的质量, 可是金核大约是 200 倍的质子质量, 并且需要得当数目的质子和中子连系生当作 。

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