Середньовічні алхіміки були одержимі ідеєю перетворення свинцю на золото з допомогою процесу, відомого як тетрасомата. Їхнім ідейним нащадкам посміхнулася вдача, коли вони нарешті замінили філософський камінь на прискорювач елементарних частинок. Щосекунди великий адронний колайдер виробляє приблизно 89 000 ядер золота, зіштовхуючи між собою атоми свинцю зі швидкістю світла.
За словами дослідників, що працюють із найбільшим у світі прискорювачем елементарних частинок у Європейському центрі ядерних досліджень, під час другого циклу роботи Великого адронного колайдера від 2015 до 2018 року вони створили приблизно 86 мільярдів ядер золота завдяки зіштовхуванню атомів свинцю зі швидкістю, що дорівнює 99,999993% від швидкості світла. Хоча ця цифра виглядає дуже великою, насправді це крихітний обсяг металу, що дорівнює всього 29 трильйонним часткам грама. До того ж це золото неможливо використати для створення прикрас, адже за долю секунди його ядра стикаються з вакуумною трубою та розсипаються на фрагменти. Втім, навіть таку надкоротку історію життя та загибелі частинок може зафіксувати детектор ALICE (A Large Ion Collider Experiment).
Спираючись на філософські припущення Арістотеля, алхіміки вірили, що близькі показники щільності свинцю та золота свідчать про те, що насправді свинець – це «хворе» золото, яке можна вилікувати шляхом трансмутації – перетворення неблагородних металів на благородні. Хоча їхні вірування були хибними, вони все ж містили часточку правди: ці метали дійсно є дуже близькими – в періодичній системі хімічних елементів, де добре видно, що золото має 79 протонів, лише на 3 менше за свинець. Ба більше, навіть термін трансмутації частково зберігся в сучасній фізиці: він описує процес перетворення хімічних елементів завдяки зміні кількості протонів або нейтронів у ядрі атома. Отже, це означає, що для перетворення свинцю на золото від його ядра необхідно відірвати всього 3 зайвих протони, а видалення одного чи двох протонів відповідно створює талій або ртуть.
Щоб визначити параметри металів, що утворюються всередині великого адронного колайдера, фізики використовують високочутливі калориметри нульового ступеня (ZDC) ALICE, які рахують протони та нейтрони, що утворюються з мільярдів взаємодій частинок, що відбуваються всередині колайдера щосекунди. За результатами другого циклу експерименту, при зіштовхуванні атомів свинцю прискорювач частинок частіше виробляв талій та ртуть, але в третьому циклі вченим вдалося отримати більше золота – до 89 000 ядер щосекунди – завдяки підняттю енергії частинок на новому етапі експерименту. З допомогою ZDC дослідники вперше змогли систематично виявляти утворення золота та аналізувати його параметри. Отримувані в процесі дані також дозволяють вченим перевіряти та вдосконалювати теоретичні моделі процесу електромагнітної дисоціації, цікаві з погляду прогнозування енергетичних втрат пучків, що є основним обмеженням продуктивності великого адронного колайдера та інших прискорювачів часточок.
