jayrandom: (Default)
jayrandom ([personal profile] jayrandom) wrote2008-02-01 11:17 am

килограммы золота

Заинтересовал меня такой вот вопрос про превращение химических элементов с помощью циклотронов и прочих других -тронов.

Говорят, что свинец можно таким образом превратить в золото - обстрелять его чем-то, чтобы уменьшить общий заряд ядра от 82 до 79 по Менделееву. Ссылаются на проведённые эксперименты. А какое максимальное количество золота удалось таким образом получить?

Сомнения у меня в основном такого характера: достаточно ли было полученного вещества, чтобы адекватно замерить его макроскопические свойства? А то ведь легко попасться на следующую уловку:
1. выясняется, что у атомов золота заряд ядра = 79 (необходимое условие).
2. постулируется, что вещество, у которого заряд ядра равен 79 - и есть золото (необходимое и достаточное условие).
3. находим способ из ядер свинца с зарядом ядра 82 получить ядра с зарядом 79.
4. очень точно меряем - действительно, получилось 79.
5. значит, мы и получили золото.

А вдруг, если собрать этого новополученного вещества, скажем, килограмм, оно не будет иметь макроскопических свойств золота? Например, будет блестеть не как золото, а как свинец? :)

UPDATE: Нашлась книжка Клауса Гофмана "Можно ли сделать золото?" Интересный обзор, хотя и длинный.

[identity profile] faceted-jacinth.livejournal.com 2008-02-01 12:11 pm (UTC)(link)
Есть ещё одно необходимое условие: чтобы быть свинцом нужно иметь массу свинца. Поэтоиу опять свинец мы ни за что не получим, мы можем получить только какое-то совсем новое вещество, которое по массе как золото, но блестит как свинец.

Причём в циклотронах не делается ничего такого, чего бы не происходило в природе. А такого странного вещества в природе что-то нет. Более того, мы в принципе не понимаем, как оно может быть устроено, чем именно оно должно отличаться от настоящего золота, если атомная масса у него та же (и заряд тот же). Хотя во всех остальных случаев наших представлений вполне хватало.

Масса или заряд? Всё-таки заряд.

[identity profile] jayrandom.livejournal.com 2008-02-01 01:21 pm (UTC)(link)
Элемент в таблице М. определяется зарядом ядра, а массы у него известны в определённом диапазоне гаплотипов изотопов. Стабильных у свинца из них известно три (124, 125 и 126 нейтронов), но есть ещё куча с разной степенью нестабильности.

Так что возражение вполне можно принять с поправкой: "можем получить только какое-то совсем новое вещество, которое по заряду как золото, но блестит как свинец".

Re: Масса или заряд? Всё-таки заряд.

[identity profile] faceted-jacinth.livejournal.com 2008-02-01 01:25 pm (UTC)(link)
Ах, но при чём тут изотопы? Гарантируется получение вполне конкретного вещества, с известным числом протонов и нейтронов.

Так-то понятно, что никто не может гарантировать отсутствия изотопов золота (в том числе и стабильных, мало ли!), которые совсем на золото не похожи.

[identity profile] jayrandom.livejournal.com 2008-02-01 01:38 pm (UTC)(link)
Действительно, я просто по инерции придрался.

На самом деле интересует меня следующее: подкреплено ли экспериментально предположение, что воспроизведение данного *количества* протонов и нейтронов достаточно для воспроизведения макроскопических свойств материала?

Если да, то кем, когда, и где можно об этом детально прочитать.

[identity profile] faceted-jacinth.livejournal.com 2008-02-01 02:19 pm (UTC)(link)
В ядерных реакторах (как энергетических, так и использующихся для производства, например, плутония) получаются вполне себе макроскопические объёмы веществ. Например, плутония.

Пытался ли кто-нибудь произвести таким образом конкретно золото -- не знаю.

Я пытался сказать, что тут можно в обратную сторону рассуждать. Весь известный нам свинец состоит из одинаковых (по количеству протонов и нейтронов) атомов свинца -- это проверялось и проверяется постоянно. Аналогично и для всех остальных известных веществ. Поэтому если искуственно полученные "атомы золота" сложатся не в золото, а во что-то другое, то это что-то другое должно быть чем-то совсем-совсем другим, ни разу до того не встречавшимся. Что странно!

[identity profile] faceted-jacinth.livejournal.com 2008-02-01 02:27 pm (UTC)(link)
При этом, конечно, бывают совсем другие случаи, как например с углеродом, но графит, уголь и алмазы замечательно превращаются друг в друга механическим образом, причём мы понимаем, как именно. То есть если вдруг обнаружится новая структурная модификация золота, это никоим образом не будет говорить о том, что мы получили не золото, а что-то ещё. Вдобавок, поскольку с атомарным золотом люди опять же имеют дело постоянно (хоть при изготовлении печатных плат), само предположение выглядит довольно сомнительным.

Ещё есть случаи типа хлора, который в природе представляет собой смесь изотопов, но тут тоже всё понятно.
livelight: (Default)

[personal profile] livelight 2008-02-01 02:52 pm (UTC)(link)
Вроде бы способность атомов углерода собираться в молекулярные решетки алмаза, графита или просто лежать грудой угля не зависит от атомной массы изотопа.

[identity profile] faceted-jacinth.livejournal.com 2008-02-01 02:54 pm (UTC)(link)
Безусловно!

[identity profile] jayrandom.livejournal.com 2008-02-01 03:13 pm (UTC)(link)
С атомарным золотом та же ловушка. Если атомарное золото, получено из утоньшения макроскопического золота (МАЗ), и атомарное золото, полученное из другого типа ядер (ЯАЗ) обладают сходством на микроскопическом уровне, отсюда не следует никаких выводов про макроскопическое сходство.

Может быть, а может и не быть. По-честному это надо подтверждать экспериментом.

[identity profile] jayrandom.livejournal.com 2008-02-01 03:04 pm (UTC)(link)
О том и речь, что это ловушка ума, в неё нельзя попадаться. Если следствие работает в одну сторону, оно не обязано работать в другую.

Если у всех кубиков Рубика - 8 вершин, то необязательно, что многогранник с 8 вершинами - кубик Рубика. Он и кубом-то не обязан быть, вообще говоря.

[identity profile] faceted-jacinth.livejournal.com 2008-02-01 03:21 pm (UTC)(link)
Вне всяких сомнений.

А ещё можно произвести серию экспериментов: взять коробку, положить туда яблоко, закрыть, открыть, достать яблоко. Потом грушу, потом ананас. И, конечно, никто не даёт никаких гарантий, что если ты положишь туда апельсин, то, открыв, получишь опять апельсин, а не яблоко, например.


Я говорю о том, что если ты в результате ядерной реакции получаешь материал золотец, который состоит из атомов той же массы и с тем же количеством протонов, что и у золота, а на вид -- свинец, то это значит, что ты получил материал, который в естественных условиях не встречается почему-то. Потому что это не свинец, весь свинец состоит из атомов свинца, это мы проверяли.

Причём как бы понятно, что атомы золотца всё-таки должны отличаться от атомов золота, потому что с атомарным золотом мы работаем и получаем металлическое золото с завидной повторяемостью, но вот ЧЕМ они отличаются, мы не знаем, потому что до этого и такой тип отличия никак не проявлялся ни разу, ни с каким веществом, включая и те, макроскопические количества которых таки были получены в результате трансмутации.

Не, чисто с логической точки зрения это возможно, конечно. Но крайне маловероятно, по-моему. Можно ведь и другими вопросами задаваться, типа уверены ли мы, что золотой шар, уроненный с высоты ровно тринадцати метров, полетит вниз. Как бы именно такого эксперимента мы ни разу не ставили, а все остальные эксперименты (по ронянию золотых шаров с других высот, или по ронянию других предметов именно с этой высоты) доказательной силы не имеют.

[identity profile] jayrandom.livejournal.com 2008-02-01 03:37 pm (UTC)(link)
Мне кажется, что тут разговор не по делу. Изначальный конфликт, на мой взгляд, достаточно описан переходом от пункта 1 к пункту 2 в оригинальном постинге. В отсутствии подтверждающего эксперимента такой переход, хотя "кажется естественным", на самом деле противонаучен.

[identity profile] faceted-jacinth.livejournal.com 2008-02-01 03:54 pm (UTC)(link)
Я не спорю, что в описанном тобой рассуждении есть логическая ошибка.

Я говорю, что представление о том, что полученное трансмутацией золото окажется самым обыкновенным, опирается вовсе не на описанное тобой рассуждение. А на совсем другое. В котором логической ошибки нет.

[identity profile] chip33.livejournal.com 2008-02-01 04:23 pm (UTC)(link)
Поэтоиу опять свинец мы ни за что не получим, мы можем получить только какое-то совсем новое вещество, которое по массе как золото, но блестит как свинец.

Это будет изотоп золота. Скорее всего будет блестеть, как золото, и отличаться только в мелких деталях.

Это только между дейтерием и водородом, у который масса разниться в два раза, можно увидеть макроскопические отличия. Например - тяжелая вода кипит на градус выше.

Но зато жажду не утоляет - из-за губительности изотопного эффекта на биохимические процессы.
livelight: (Default)

[personal profile] livelight 2008-02-01 08:35 pm (UTC)(link)
А они всё полонием норовят... :)

:)

[identity profile] polryby3.livejournal.com 2008-02-01 01:19 pm (UTC)(link)
над циклотронами издеваисся?

[identity profile] jayrandom.livejournal.com 2008-02-01 01:23 pm (UTC)(link)
Почему издеваюсь? Просто хотелось бы узнать, не из пальца ли высосано такое сильное предположение.

[identity profile] polryby3.livejournal.com 2008-02-01 01:46 pm (UTC)(link)
Да наверняка подтверждено - годах в 1930х - 70х, а то и раньше.
livelight: (lightning)

[personal profile] livelight 2008-02-01 02:50 pm (UTC)(link)
Вроде бы макроскопические свойства золота (радиоактивность нестабильных изотопов пока оставим в стороне) определяются в первую очередь конфигурацией электронных орбит. А в стабильном состоянии эта конфигурация в основном одна и та же для данного заряда ядра. Можно, конечно, сделать вместо нормальных атомов ионы - но это будет всего лишь сильно электрически заряженное золото. Или накачать электроны так, чтобы они перепрыгнули на более высокую орбиту - но долго это всё равно не продлится.

Так что всё украдено уже до нас. Природа давно определила, что атомному ядру заряда 79 с прилагающимися электронами удобнее всего вести себя, как золото. Всё остальное - от лукавого, энергетически невыгодно а потому нестабильно.

[identity profile] jayrandom.livejournal.com 2008-02-01 03:05 pm (UTC)(link)
Покажите, как число 79 обеспечивает золотой блеск, пожалуйста.

[identity profile] chip33.livejournal.com 2008-02-01 04:24 pm (UTC)(link)
Точно так же, как ДНК обеспечивает внешний вид животного. Код ДНК по сути всего лишь число.

[identity profile] chip33.livejournal.com 2008-02-01 04:43 pm (UTC)(link)
Если подробнее, то желтый обеспечивается наличием электронного перехода определенной энергии. А блеск, насколько я помню - близости "полосы проводимости" к "полосе валентности" - оба есть наборы электронных уровней определенной энергии.

Обе эти вещи обуславливаются электронным строением атомом, и кристаллической решетки.

Строение атома однозначно определяется строением его его ядра, в первую очередь его зарядом (масса ядра может варьироваться некоторых пределах за счет добавления или убавления нейтронов - образуя изотопы, но имеет малый эффект на свойства. За этими пределами ядро атом становится нестабильным, и изотопы с такой массой не существуют). Исключений не известно.

Кристаллическая решетка временами допускает вариации - одни и те же атомы могу собираться несколько кристаллических решеток. Это аллотропные модификации.

После того, как атомы собрались в кристаллическую решетку, электронные уровни и положение полосы проводимости жестко ими определены. Что значит жестко? Значит исключений не известно, и искажения и дефекты решетки будут иметь только очень малый эффект на энергию этих уровней и переходов.

Итого - имеем переход, обуславливающий желтый, положение полосы проводимости, обуславливающий блеск, оба из которых жестко определены кристаллической решеткой и ее составом, а кристаллическая решетка в свою очередь определена строением атома, которое в свою очередь определена его зарядом.

Иными словами - какие-то неучтенные эффекты могут в это закрасться, но, согласно имеющимся представлениям, крайне маловероятно, что они будут иметь какой-то существенный эффект.
livelight: (Default)

[personal profile] livelight 2008-02-05 02:50 pm (UTC)(link)
Во, сцылочка: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%BD%D1%83%D0%BD%D0%BF%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B8%D0%B9

Мерзские ученые обозвали илириум унунпентием. Стыд им и позор за такую убогость фантазии!

Однако же, хоть этот элемент и существовал 87 миллисекунд, они успели определить его цвет, вкус, запах, плотность в кристаллическом виде и температуру плавления :)

[identity profile] chip33.livejournal.com 2008-02-08 04:06 pm (UTC)(link)
Они просто уменьшились и ускорились, чтобы помотреть на него. ;)
livelight: (lightning)

[personal profile] livelight 2008-02-10 07:51 pm (UTC)(link)
Осталось выяснить, что они для этого курили :)

[identity profile] b-my.livejournal.com 2008-02-20 09:11 pm (UTC)(link)
Общую мысль поста не оспариваю, но пример неудачный. Здесь уже сказали. Блестеть будет однозначно.

То, о чём ты говоришь - называется "изотопический эффект" применительно к разным явлениям (почти смысловая тавтология :)) он может иметь место, может нет... Но обычно он крайне мал. И главное -
наличие и порядок величины влияния массы на свойства вполне предсказуемы и представимы.

[identity profile] chip33.livejournal.com 2008-02-01 04:28 pm (UTC)(link)
Все нынешние данные физики и химии не дают поводов в этом сколько-нибудь серьезно сомневаться.

И известные являние наличия изотопов, и аллотроптых модификаций одного и того же элемента (классический пример - графит и алмаз, оба которых тот же самый углерод), не меняют, а дополняют эту картину.

[identity profile] chip33.livejournal.com 2008-02-08 04:08 pm (UTC)(link)
Кстати, спасибо за книжку - зажигательная!

(Anonymous) 2010-02-13 06:41 pm (UTC)(link)
Вот тут интересная заметка про мутацию и холодный синтез.
Может на какие мысли натолкнет...
http://radosvet.net/spy/nayk/2376-zoloto-zola-svinca-ili-ximicheskie-opyty-v-zone.html

[identity profile] jayrandom.livejournal.com 2010-02-14 10:46 pm (UTC)(link)
Пока только на грустные.