تحويل الرصاص إلى ذهب: حلم البشرية الأقدم يتحقق - في المختبر

ربما يكون السعي لتحويل المعادن الشائعة إلى ذهب - المعروف باسم الكريسوبويا (chrysopoeia)- أقدم حلم علمي للبشرية. بالنسبة لجيل الألفية، حاول الكيميائيون والفلاسفة والباحثون عن الروحانيات اكتشاف عملية من شأنها تحويل مواد شائعة مثل الرصاص إلى ذهب، سواءً لتحقيق ثروة مادية أو لتحقيق الكمال الرمزي. في أيار 2025، اتخذ هذا الحلم شكلاً واقعياً مذهلاً في مصادم الهدرونات الكبير (Large Hadron Collider LHC) على الحدود الفرنسية السويسرية. لاحظ العلماء في تجربة أليس (ALICE) التابعة للمنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN) تحول نوى الرصاص إلى نوى ذهب من خلال تصادمات فوق محيطية (UPCs)، وهي عملية لم يكن من الممكن تصورها للكيميائيين القدماء، ولكنها قابلة للتفسير الكامل من خلال الفيزياء النووية الحديثة. يستكشف هذا المقال تاريخ الذهب ودوره في الحضارة الإنسانية، والسعي الكيميائي لاستخراجه، وأسباب فشل المحاولات القديمة، والأساس العلمي وراء إنجاز سيرن، والنتائج الكمية للتجربة، وتداعياتها الاقتصادية، وأهميتها العلمية والفلسفية للمستقبل.

1. الذهب والحضارة الإنسانية.

لطالما أبهر الذهب البشرية منذ عصور ما قبل التاريخ. تُظهر الأدلة الأثرية من مصر وبلاد ما بين النهرين ووادي السند أنه استُخدم في صناعة الحلي والأغراض الاحتفالية وسكّ العملات القديمة. وقد جعله خموله الكيميائي - فهو لا يتآكل - وقابليته للتشكيل مادةً مثاليةً للصناعات. وقد ألهم سحره البصري، بلونه الأصفر الدافئ وبريقه العاكس، ارتباطاتٍ بالشمس والألوهية والخلود.

اقتصادياً، أصبح الذهب مخزناً للقيمة، ووسيطاً للتبادل، وأساساً للعديد من الأنظمة النقدية (مثل معيار الذهب). اجتماعياً ورمزياً، ارتبط الذهب بالثروة والسلطة والنقاء الروحي. هذا المزيج من الجمال والمتانة والندرة ضَمِن استمرار اهتمام البشر بالذهب، وحفّز السعي وراء طرق لتصنيعه صناعياً.

سبائك الذهب، وتُسمى أيضاً السبائك أو السبائك المعدنية

2. الكيمياء والحلم القديم.

من الإسكندرية الهلنستية إلى بغداد في العصور الوسطى وأوروبا في عصر النهضة، سعى الكيميائيون إلى تحويل المعادن الشائعة إلى ذهب. طوروا تقنيات كيميائية متطورة - التقطير، والتسامي، والسبائك - ووثّقوها بدقة. ومع ذلك، لم تنجح جهودهم في التحويل الحقيقي. أبلغ البعض عن نجاحات جزئية، لكنها غالباً ما كانت حالات تذهيب أو سبائك أو احتيال صريح.

الكيميائي، بريشة ديفيد تينيرز (David Teniers) الأصغر (1610-1690)، زيت على قماش

فلسفياً، يرمز الذهب إلى تطهير الروح بقدر ما يرمز إلى تحويل المادة. لكن علمياً، افتقرت الكيمياء القديمة إلى فهم البنية الذرية: فقد جرى إعادة ترتيب الطبقات الإلكترونية من خلال الكيمياء، لكن عدد البروتونات في النواة - الذي يُعرّف العنصر - ظل دون تغيير.

3. لماذا فشلت المحاولات القديمة؟

كشفت النظرية الذرية الحديثة، التي طُوّرت في القرنين التاسع عشر والعشرين، أن العناصر تُعرّف بعدد البروتونات في نواتها (العدد الذري). يحتوي الرصاص على 82 بروتوناً، والذهب على 79 بروتوناً. لا توجد عملية كيميائية قادرة على إزالة البروتونات من النواة. فالتفاعلات النووية فقط - التي اكتُشفت في أوائل القرن العشرين من خلال أعمال رذرفورد (Rutherford)، وسودي (Soddy)، وفيرمي (Fermi)، وآخرين - هي القادرة على تحويل عنصر إلى آخر.

وهكذا، لم يكن فشل الكيميائيين راجعاً إلى نقص الجهد أو الذكاء، بل إلى استحالة التحويل النووي بالوسائل الكيميائية. ومع ذلك، ألهم حلمهم نشأة الكيمياء، وفي نهاية المطاف العلوم النووية.

4. التحول النووي في القرن العشرين.

أظهر اكتشاف النشاط الإشعاعي أن التحول الطبيعي يحدث تلقائياً (على سبيل المثال، يتحلل اليورانيوم إلى ثوريوم). لاحقاً، تعلّم الفيزيائيون كيفية تحفيز التحولات الاصطناعية. في عام 1980، أفاد جلين سيبورغ (Glenn Seaborg) بتحويل البزموت إلى ذهب في مفاعل نووي. لكن هذه التجارب لم تُنتج سوى كميات مجهرية بتكاليف باهظة للغاية.

5. إنجاز سيرن 2025: تحويل الرصاص إلى ذهب في مصادم الهدرونات الكبير (LHC).

في عام 2025، أعلن مشروع أليس في سيرن عن إنجازٍ كبير: خلال عمليات تشغيل الأيونات الثقيلة عالية الطاقة، تحولت نوى الرصاص-208 إلى نوى الذهب-203 عبر تصادمات فوق محيطية. عندما تمر نواتا رصاص بالقرب من بعضهما البعض بسرعة تقارب سرعة الضوء، تتفاعل مجالاتهما الكهرومغناطيسية بكثافة، مولدةً فوتونات افتراضية قادرة على تفجير النيوكليونات (البروتونات والنيوترونات). وبقذف ثلاثة بروتونات وبعض النيوترونات، تتحول النواة من رصاص (Z=82) إلى ذهب (Z=79).

المنشأة والطريقة.

وفّر مصادم الهدرونات الكبير، أقوى مُسرّع جسيمات في العالم، الظروف اللازمة لهذا التحول. صُمّمت تجربة مصادم الأيونات الكبير (ALICE) لدراسة تصادمات الأيونات الثقيلة، وسجّلت عملية التحويل.

حقّق CERN حلم الكيميائيين لتحويل الرصاص إلى ذهب

النتائج الكمية.

• الجولة الثانية (2018-2015): تم إنتاج حوالي 86 مليار نواة ذهب، أي ما يعادل  e10-11 x  2.8 غرام تقريباً من الذهب (29 بيكوغرام تقريباً).

• المرحلة الثالثة (قيد التنفيذ): يبلغ معدل الإنتاج حوالي 89000 نواة ذهب في الثانية، أي ما يعادل حوالي 3.3 e10-22 x غرام/ثانية.

• تقدير الإنتاج اليومي: حوالي 7.7 مليار نواة ذهب يومياً، أو حوالي 2.5 e10-12 x غرام/يوم.

تصادم فائق: في LHC، تمر حُزم من أيونات الرصاص (208Pb) بالقرب من الأخرى دون تصادم. خلال عملية التفكك الكهرومغناطيسي، يمكن أن يسبب الفوتون الذي يتفاعل مع نواة تذبذبات بنيوية داخلية ، مما يؤدي إلى طرد عدد صغير من النيوترونات (اثنان) والبروتونات (ثلاثة) ، مما ينتج عنه نواة ذهبية (203AU). [سيرن]

القيمة الاقتصادية لتحويل الرصاص إلى ذهب.

مع تداول الذهب بسعر 117 دولاراً أمريكياً للغرام تقريباً في أيلول 2025، فإن إجمالي كتلة الذهب المنتجة في المرحلة الثانية لا تتجاوز 3.3 e10-9 x دولار أمريكي - أي بضعة أجزاء من مليار من الدولار. زمن المعروف أن تكلفة تشغيل مصادم الهدرونات الكبير ليوم واحد أعلى بكثير، مما يجعل العملية غير مجدية اقتصادياً لإنتاج الذهب.

رسم تمثيلي لكتلة الذهب الناتج (سُلّم لوغاريتمي) في مصادم الهدرونات الكبير

6. الأهمية العلمية والبحوث المستقبلية.

على الرغم من أن هذه النتيجة غير عملية اقتصادياً، إلا أنها تُعدّ انتصاراً علمياً:

• إنها تُؤكد التوقعات النظرية للتفكك الكهرومغناطيسي وتفاعلات الفوتون والنواة.

• تُوفر بيانات قيّمة لتحسين أداء المُسرّع، حيث تُعدّ الأيونات المفقودة عاملاً مُقيّداً في سطوع الشعاع.

• تُعمّق فهم الاصطناع النووي، مُسلّطةً الضوء على كيفية تكوّن العناصر الثقيلة في الأحداث الكونية مثل اندماج النجوم النيوترونية.

قد تستكشف البحوث المستقبلية سُبُلاً لقياس إنتاج النظائر بشكل أفضل، ودراسة الاستقرار، ودراسة تحوّلات العناصر الأخرى. على الرغم من عدم وجود طريق مُتوقع لإنتاج الذهب بكميات كبيرة بهذه الطريقة، إلا أنها تُوسّع آفاق الفيزياء النووية وتُظهر إتقان البشرية للطبيعة على أصغر المقاييس.

الخلاصة.

يُمثل إنجاز تجربة أليس تحقيقاً علمياً للحلم الكيميائي: حُوِّل الرصاص إلى ذهب، ليس مجازياً بل مادياً. الكميات ضئيلة وعابرة، ومع ذلك فقد ثَبُتَت صحة المبدأ. بالنسبة للبشرية، هذا ليس طريقاً للثراء بقدر ما هو نافذة على أعماق المادة.

ألهم حلم الكريسوبويا قروناً من البحث، والآن، بفضل قوة العلم، أصبح حقيقة واقعة - ليس في مختبرات الكيميائيين السرية، بل في قاعات الفيزياء الحديثة الشفافة والمتعاونة. يُذكر هذا الإنجاز بأنه حتى أقدم الأساطير يمكن أن تتحقق يوماً ما، ليس بالسحر، بل بالفهم.