Vàng, kim loại quý hiếm được khao khát từ xa xưa, phần lớn có nguồn gốc từ những sự kiện vũ trụ kỳ vĩ. Các vụ nổ siêu tân tinh hoặc sự va chạm của các sao neutron đã tạo ra nguồn năng lượng khổng lồ, hợp nhất các nguyên tố nhẹ thành kim loại nặng như vàng, rồi phát tán chúng khắp vũ trụ. Trong quá trình hình thành Trái Đất, vàng bị mắc kẹt lại và dần trồi lên bề mặt, chờ đợi con người khai thác.
Ngày nay, với công nghệ hiện đại, các nhà khoa học đã có thể tái tạo những điều kiện khắc nghiệt này trong phòng thí nghiệm để tạo ra vàng từ các nguyên tố khác. Tuy nhiên, quá trình này đòi hỏi một lượng năng lượng khổng lồ, khiến cho việc sản xuất vàng tổng hợp trên quy mô thương mại trở nên cực kỳ tốn kém và không thực tế.
Về mặt lý thuyết, việc biến đổi một nguyên tố thành vàng có thể thực hiện được bằng cách thay đổi số lượng proton trong hạt nhân của nó. Nguyên tử vàng có số nguyên tử là 79, nghĩa là nó có 79 proton trong hạt nhân. Nếu loại bỏ một proton, nó sẽ biến thành bạch kim (số nguyên tử 78), và nếu thêm một proton, nó sẽ trở thành thủy ngân (số nguyên tử 80). Tuy nhiên, việc thay đổi số lượng proton này không hề dễ dàng. Vàng là một nguyên tố trơ về mặt hóa học, rất ít phản ứng và có tính ổn định cao, khiến nó khó bị biến đổi.
Một trong những phương pháp được sử dụng để tạo ra vàng là phản ứng hạt nhân, quá trình thay đổi hạt nhân của một nguyên tử bằng cách thêm hoặc loại bỏ proton. Trong một thí nghiệm năm 1941, các nhà nghiên cứu đã bắn phá thủy ngân bằng neutron, khiến nó đẩy ra một proton và biến thành vàng. Tuy nhiên, loại vàng này là đồng vị phóng xạ. Phản ứng tương tự cũng có thể xảy ra với bạch kim, khi nó hấp thụ một proton và biến thành vàng phóng xạ.
Một phương pháp khác là sử dụng máy gia tốc hạt. Tại Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN), các nhà vật lý đã tạo ra vàng bằng cách cho các hạt nhân chì (số nguyên tử 82) va chạm với nhau trong Máy gia tốc hạt lớn (LHC). Vụ va chạm cực mạnh này tạo ra plasma quark-gluon, một trạng thái vật chất cực nóng và đặc, tương tự như trạng thái của vũ trụ ngay sau vụ nổ Big Bang. Khi các hạt nhân chì bay sượt qua nhau, chúng tạo ra những gợn sóng mạnh trong trường điện từ, làm bật ra ba proton và tạo thành vàng. Tuy nhiên, quá trình này cũng tiêu tốn rất nhiều năng lượng và chỉ tạo ra một lượng vàng cực nhỏ trong thời gian rất ngắn.
Nhà hóa học đoạt giải Nobel Glenn Seaborg cũng đã thực hiện các thí nghiệm biến đổi bismuth (số nguyên tử 83) thành vàng tại Phòng thí nghiệm Lawrence Berkeley vào những năm 1980. Ông bắn phá bismuth bằng hạt nhân carbon trong máy gia tốc hạt, làm bật ra đủ proton để một số hạt nhân bismuth biến thành vàng. Tuy nhiên, ông cũng lưu ý rằng chi phí để sản xuất chỉ 31 gram vàng bằng phương pháp này sẽ lên tới hơn một triệu tỷ đô la Mỹ.
Như vậy, dù sử dụng phương pháp nào, việc tạo ra vàng trong phòng thí nghiệm đều đòi hỏi chi phí năng lượng và thiết bị khổng lồ để thu được một lượng vàng rất nhỏ. Điều này cho thấy, mặc dù khoa học có thể biến đổi vật chất, nhưng việc tạo ra vàng một cách kinh tế vẫn là một thách thức lớn.
Admin
Nguồn: VnExpress
