Theo IFL Science, các nhà khoa học có thể tạo ra vàng trong phòng thí nghiệm thông qua phản ứng hạt nhân, máy gia tốc hạt, hoặc mô phỏng vụ nổ siêu tân tinh.
Phần lớn vàng trên Trái Đất đến từ ngoài vũ trụ. Khi các ngôi sao lớn phát nổ trong vụ nổ siêu tân tinh hoặc sao neutron va chạm, chúng giải phóng năng lượng khổng lồ khiến những nguyên tố nhẹ hợp nhất thành kim loại nặng như vàng. Nguyên tử vàng rải khắp vũ trụ, bị mắc kẹt trong quá trình hình thành Trái Đất, sau đó đẩy dần lên bề mặt, sẵn sàng khai thác.
Nhờ công nghệ hiện đại, hiệu ứng tương tự có thể được tái tạo trong phòng thí nghiệm, cho phép nhà khoa học tạo ra vàng từ nguyên tố khác. Tuy nhiên, hoạt động này đòi hỏi năng lượng cực lớn nên cực kỳ không hiệu quả và vô nghĩa đối với sản xuất ở quy mô thương mại.
Mỗi nguyên tử vàng (số nguyên tử 79) có một hạt nhân ở giữa với 79 proton. Về lý thuyết, có thể loại bỏ một trong những proton này để tạo ra bạch kim (số nguyên tử 78) hoặc thêm một proton để tạo ra thủy ngân (số nguyên tử 80). Tuy nhiên, điều này rất khó thực hiện. Vàng gần như trơ về mặt hóa học và là một trong những nguyên tố hóa học ít phản ứng nhất. Các nguyên tử vàng cực kỳ ổn định sẽ chống lại phần lớn lực tác động nhằm thay đổi nó.
Một cách để tác động tới vàng là sử dụng phản ứng hạt nhân, quá trình thay đổi hạt nhân nguyên tử bằng cách tăng thêm hoặc loại bỏ proton. Trong một thí nghiệm năm 1941, khi các nhà nghiên cứu bắn phá thủy ngân bằng neutron theo cách thích hợp, nó sẽ đẩy ra một proton và tạo ra vàng. Tuy đây là đồng vị vàng phóng xạ, nó vẫn là vàng. Hiệu ứng tương tự có thể đạt được thông qua phản ứng hạt nhân của bạch kim, khiến nó nhận thêm một proton và tạo ra vàng phóng xạ.
Phương pháp khác để sản xuất vàng là can thiệp vào nguyên tử trong máy gia tốc hạt. Với Máy gia tốc hạt lớn (LHC) của Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN), các nhà vật lý tạo ra vàng bằng cách để hạt nhân chì (số nguyên tử 82) va chạm vào nhau.
Va chạm năng lượng cực cao giữa các hạt nhân chì tạo ra plasma quark - gluon, trạng thái vật chất nóng và đặc lấp đầy vũ trụ khoảng một phần triệu giây sau vụ nổ Big Bang. Các hạt nhân bay sượt qua nhau, tạo ra gợn sóng mạnh trong trường điện từ, làm bật ra 3 proton, hình thành vàng. Giống như phản ứng hạt nhân, quá trình này đòi hỏi cực kỳ nhiều năng lượng và chỉ tạo ra một lượng vàng tồn tại chớp nhoáng.
Nhà hóa học từng đoạt giải Nobel Glenn Seaborg biến đổi nguyên tử bismuth (số nguyên tử 83) thành vàng tại Phòng thí nghiệm Lawrence Berkeley trong loạt thí nghiệm nổi tiếng vào thập niên 1980. Ông làm điều này thông qua bắn phá bismuth bằng hạt nhân carbon sử dụng máy gia tốc hạt, làm bật ra đủ proton để một số hạt nhân chuyển thành vàng. "Sẽ tốn hơn một triệu tỷ USD để sản xuất 31 g vàng bằng thí nghiệm này", Seaborg chia sẻ.
Dù sử dụng phương pháp nào trong số những cách nêu trên, cần hàng triệu USD chi phí năng lượng và thiết bị để tạo ra một lượng vàng tổng hợp rất nhỏ.
An Khang (Theo IFL Science)