はい、実験室で鉛を金に変えることは可能ですが、あまりにも多くのエネルギーを必要とするため実用的ではありません.
初めてハリー・ポッターを読んで、魔女や魔法使いの力に畏敬の念を抱いたことを覚えていますか?杖を振って無から水を作り、箒に乗って飛び回り、ある場所から消えて別の場所に現れる… J.ローリングは、魔法には限界がないように思わせました。時々、私たちは魔法の能力を望んでいましたが、それは不可能であるとしてすぐに却下しました.
さて、私たちの夢のこの魔法の世界は、思ったほど遠くないことがわかりました.たとえば、ハリー・ポッターの世界で最も価値のあるオブジェクトの 1 つは賢者の石です。ドラゴンの血から作られたと言われ、鉛（または他の卑金属）を金に変える力を持つ真っ赤な宝石です。世界中の人々 (つまり、私たちの世界) は、何世紀にもわたって神話の石を見つけようとしてきました。石の探索は、現代の化学と医学を生み出した錬金術の分野の中心的な目的です。
最も有名な錬金術師の 1 人はアイザック ニュートンでした。物理学や数学よりも錬金術の研究に多くの時間を費やしましたが、それらは彼が有名な分野です。実際、ニュートンは最後の錬金術師の 1 人でした。この分野はすぐに評判を落とし、より合理的で科学的な化学の研究に取って代わられたからです。賢者の石は人々をだましてお金をだまし取るものになりましたが、今では鉛を金に変えることができるかどうか尋ねると、彼らはきっぱりとそれを否定し、それは不可能だと伝えます.
しかし… 可能ですか?
はい、実際に。すでに実験室で行われていることがわかりました。しかし、その方法を理解するには、少し戻って、物質がどのように形成されるかを分析する必要があります。私たちの世界のすべては、原子と呼ばれる小さな粒子で構成されています。金、水素、酸素などの元素は1種類の原子からできていますが、化合物はこれらの原子の組み合わせでできています。たとえば、水の最小部分である水分子は、2 つの水素原子と 1 つの酸素原子が化学結合によってしっかりと結合して構成されています。
水はこんな感じです (化学実験室で)
現在、原子自体は 3 つの小さな粒子で構成されています。正に帯電した陽子、負に帯電した電子、および中性子であり、これらはまったく電荷を持っていません。現在、陽子と中性子は原子核内の原子の中心に位置し、電子ははるかに軽く、この原子核の周りを移動しています。原子核内の陽子の数は、原子の元素を決定するため、非常に重要です。これは原子番号と呼ばれ、基本的には識別番号です 要素の。たとえば、炭素には 6 個の陽子があり、酸素には 8 個の陽子があります。金の原子番号は 79 で、鉛の原子番号は 82 で、これに非常に近いです。
ある要素から別の要素への変換
目の前の問題になると、ある元素を別の元素に変えることは、原子核から陽子を除去または追加するのと同じくらい簡単に思えます。奇妙に聞こえるかもしれませんが、それが私たちの宇宙のしくみです。驚くべきことに、それは思ったほど珍しいものではありません。このプロセスは核変換と呼ばれます 、そしてそれは私たちの周りで起こっています。
私を信じてください、それはアルファ、ベータ、ガンマと同じくらい簡単です.
放射性元素が崩壊するたびに、まさにそれが起こっています。したがって、私たちが核エネルギーに使用するウランは、バリウムとクリプトンに変わります (いいえ、惑星ではありません)。化石の炭素年代測定に使用する炭素も窒素に変化します。そのため、オブジェクトにどれだけ残っているかを確認し、最後に生きていた時期を計算できます。これと同じプロセスが太陽でも起こっています。水素はヘリウムに融合し、ヘリウムはリチウム、ベリリウム、そして鉄にまで変換されます。
しかし、それは的外れですよね？私たちの質問は、鉛を金に変えることができるかということです。さて、良いニュースと悪いニュースがあります。良いニュースは、はい、できるということです。カリフォルニア州ローレンス・バークレー国立図書館 (LBNL) の科学者たちは、1980 年にビスマス (原子番号 83) から金を作ることに成功しました。ビスマス原子に粒子をぶつけると、原子核から 4 つの陽子が放出され、金。科学者は、ターゲットがビスマスであるか鉛であるかは問題ではなく、十分な陽子を除去できる限り、どちらの元素でも金に変えることができると主張しています.
鉛ではなくビスマスを使用する理由
さて、これは悪い知らせを伝えなければならないときです。このプロセスは可能ですが、非常に多くのエネルギーを必要とするため、素手で地球から金を採掘する方が費用がかからないでしょう。科学者は、すべてを実行するのに 1 時間あたり 5,000 ドルかかりました (これは 1980 年のことです)。プロセスの終わりに、彼らはそれを検出するのに十分な金をほとんど作りませんでしたが、実際にそれを分離するのに十分ではありませんでした.また、ビスマスは鉛よりも純粋な形で入手できるため、金の検出がはるかに容易になりました.
それで、あなたはそれを持っています。賢者の石は確かに存在しますが、それは石ではなく粒子を発射する銃のようなものであり、実用的な目的で運用するにはコストが高すぎます。
もちろん、十分に効率的なエネルギー源を見つけることができれば、将来私たちが何を達成できるかは誰にもわかりません… アーサー・C・クラークが言ったように、テクノロジーを十分に進歩させれば、それは魔法と同じように見えます.
