유럽입자물리연구소(CERN) 연구진들이 납을 금으로 바꾸는 연금술 실현에 성공했다고 과학전문매체 퓨처리즘이 최근 보도했다.

CERN 연구진들은 거대강입자충돌기(LHC)에서 납을 금으로 바꾸는 데 성공했다. 이 연구 결과는 지난 주 국제학술지 '물리학 리뷰 저널(Physical Review Journals)'에 소개됐다.

당초 이 프로젝트는 과학자들이 빅뱅 이후의 상황을 재현하기 위해 빛과 가까운 속도로 원자 입자를 충돌시키는 것이었다. 이를 위해 LHC에서 입자 충돌을 진행했고 그 과정 중 금보다 양성자가 3개 더 많은 납 핵 간의 충돌을 진행하다 우연히 이런 결과를 얻었다고 연구진들은 설명했다.

해당 논문에서 연구진들은 "납을 금으로 바꾸는 것은 중세 연금술사의 꿈"이라며 "LHC에서 이 꿈이 실현됐다"고 밝혔다.

빔에 의해 발생한 이온들은 서로 충돌하기도 하지만 스쳐 지나가기도 한다. 이때 이온 주변에 생기는 강력한 전자기장이 에너지 펄스를 생성함으로써 납 원자핵을 자극하고 3개의 양성자를 방출하도록 했다. 그 순간 납이 금으로 변환될 수 있는 것이다.

충돌과정에서 생겨난 이온들은 서로 직접 충돌하기도 하지만 스쳐 지나가기도 한다. 이때 이온 주변에 생기는 전자기장이 에너지 펄스를 생성하면서 입자 내부가 들뜨거나 쪼개지는 현상인 ‘전자기 해리(electromagnetic dissociation)’ 현상이 일어난다. 이 과정에서 납의 원자핵이 자극 돼 양성자 3개를 방출하게 되면서 납이 금으로 바뀐다.

하지만 너무 흥분하긴 이르다. 연구진은 2015년에서 2018년 사이에 수행된 LHC 충돌 테스트에서 총 860억 개의 금 원자핵이 생성되었다고 추정했다. 이는 엄청난 양처럼 들리지만 약 29조분의 1g에 불과해 거의 무의미한 양이다.

LHC에서 이 과정을 수행하기 위해 쓰이는 전력 공급량과 투입 시간 등 비용을 따져봤을 때 이 방법을 통해 납에서 금을 추출하는 방법은 아주 비효율적인 방법으로 보인다고 해당 매체는 전했다.

그럼에도 불구하고 연구진들은 이를 미래의 실험에 길을 열어줄 수 있는 흥미로운 과학적 발견이라고 평가하고 있다. 울리아나 드미트리에바 CERN 연구원은 "LHC에서 납을 금으로 바꾸는 과정을 실험적이고 체계적으로 구현한 진행한 최초의 사례"라고 밝혔다.