– Da jeg så nyheten ble jeg urolig for gullinvesteringene, alle skal jo kjøpe gull nå, sier doktorgradsstipendiat Ida T. Storehaug.
Men etter å ha dukket ned i studien kan hun berolige investorer med at dette ikke kommer til å ødelegge for gullprisen.
Forskerne har brukt data fra eksperimentet Alice på CERN og studert hvor mye gull som blir laget i disse forsøkene. I hovedsak handlet dette om å få mer kunnskap om partikkelsuppen som fantes rett etter Big Bang.
Men CERN-forskere klarer altså også å lage gull.
Når blykjerner flyr forbi hverandre nær lysets hastighet, men uten å kollidere, blir de noen ganger omdannet til gullkjerner.
Bly - Pb - med atomnummer 82 mister noen ganger tre protoner i kjernen og blir til gull - Au - med atomnummer 79. Ida Storehaug peker ut grunnstoffene i det periodiske system.(Foto: Hilde Lynnebakken / UiO)
Hett tema, også bokstavelig talt
– Slike nesten-kollisjoner kalles ultra-perifere kollisjoner og er et hett tema blant partikkelfysikere nå, forteller Storehaug.
Når kjernene passerer hverandre på kloss hold spruter det nemlig ut fotoner, eller lyspartikler, noe som gir mulighet for å studere kjernene med veldig høy oppløsning.
Vanligvis er det protoner, positivt ladde partikler i atomkjernen, som fyker rundt i den 27 kilometer lange akseleratoren Large Hadron Collider (LHC).
Men en måned i året byttes protonene ut med blykjerner.
Det gjøres særlig for å studere kvark-gluon-plasma, en spesiell materietilstand som eksisterte i universet rett etter Big Bang.
Studiene av kvark-gluon-plasmaet kan igjen fortelle mer om den sterke kjernekraften, en av fire grunnleggende krefter.
Den kontrære kraften
– Sterk kjernekraft er annerledes enn de andre kreftene, og vi forstår lite av hvorfor det er sånn, sier Storehaug.
Andre krefter, som gravitasjon og elektromagnetisme, blir svakere jo lenger unna en kommer.
Sterk kjernekraft fungerer motsatt. Det er denne kraften som holder protonene sammen og som gjør at vi ikke kan se kvarker, som protonene består av, i det fri.
– Prøver du å dra kvarker fra hverandre blir kraften mellom dem sterkere og sterkere. Drar du hardt nok, popper det opp nye kvarker. Dette er basis for at det i det hele tatt kan lages nye partikler når vi kolliderer partikler – vi «drar» i protonene og det spruter ut nye partikler, sier Storehaug.
Blykjerner passerer hverandre så nært at de elektromagnetiske feltene påvirker hverandre (til venstre). Til høyre har den ene blykjernen mistet 3 protoner (og to nøytroner) og blitt til en gullkjerne.(Illustrasjon: CERN)
Universets sterkeste felt og høyeste temperatur
Annonse
Grunnstoffet bly har 82 protoner og et varierende antall nøytroner i kjernen. Det er derfor noen tunge beist som flyr i akseleratoren når LHC kjører med bly.
Blykjernene akselereres til 99,999993 prosent av lyshastigheten. Med denne farten skvises atomkjernene sammen til en flat pannekake - en effekt av det Einstein kalte spesiell relativitet.
Ida Storehaug som skiftleder i kontrollrommet til Alice-eksperimentet i 2023.(Foto: Privat)
Siden kjernene reiser alene, uten elektroner, er de positivt ladde, noe som skaper kraftige elektromagnetiske felt. Feltene blir enda mer forsterket av den høye farten og av at kjernene er flatklemt.
De elektriske og magnetiske feltene er faktisk de sterkeste vi kjenner til i universet.
– Når jeg sitter i kontrollrommet til Alice-eksperimentet og vi skal fylle akseleratoren med blykjerner spør de fra kontrollrommet til LHC om vi er klare, forteller Storehaug.
Når jeg bekrefter hender det jeg tenker på at jeg nå styrer de høyeste temperaturene universet har opplevd siden big bang. Heretter skal jeg tenke det samme om de elektromagnetiske feltene også, konstaterer hun fornøyd.
– Med forbehold om at det ikke er noen utenomjordiske som har laget kraftigere akseleratorer enn oss.
Gull-kollisjonene
Når to blykjerner nesten-kolliderer hender det at de sterke feltene river løs ett eller flere protoner fra blykjernene.
Kjernen ender da opp som et annet atom. Den blir til en tallium-kjerne (atomkjernen til grunnstoffet tallium) hvis den mister et proton. Den blir kvikksølv om den mister to og gull ved tre tapte protoner.
– At vi får dannet nye atomer er verken nytt eller overraskende. Men i denne studien har forskerne klart å måle og telle antallet, sier Storehaug.
Hele 86 milliarder gullkjerner er blitt til på tre år i LHC. Det høres jo skikkelig mye ut, men til sammen blir det ynkelige 29 pikogram. Et pikogram er en billiondels gram.
Annonse
– Hadde vi kjørt LHC i hele universets levetid hadde vi fremdeles ikke hatt nok til en gullring, er den litt deprimerende konklusjonen til Ida Storehaug.
