Theoretical upper bounds on gold production by mercury nuclear transmutation in a compact confinement apparatus
本論文は、小型装置による水銀の金への変換において、理論上の材料上限は700kg近くに達するものの、24時間の電力予算および高速中性子源の欠如によって課される実用的な制約が、現実的な収量を約2グラム以下に制限しており、未証明のメトリック強化因子なしにはキログラム規模の生産は不可能であることを立証している。
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ある元素を別の元素へと変えるという夢は、賢者の石を追い求めた古代の錬金術師から、原子核を操作する現代の物理学者に至るまで、何世紀にもわたって人類の想像力を捉えてきた。この可能性の中核にあるのは、すべての元素は原子核に含まれる陽子の数によって定義されるという単純な事実である。希少性と美しさで珍重される貴金属である金は、正確に79個の陽子を持っている。温度計や気圧計に使われる液体金属である水銀は、周期表上でそのすぐ隣に位置し、80個の陽子を持っている。もし科学者が水銀原子から陽子をたった一つ取り除くことができれば、それは金となる。この変換は巨大な粒子加速器や原子炉の中で達成されてきたが、生成される量は常に微量であり、そのコストは天文学的なものだった。残された疑問は、より小型で独立した装置において、巨大な発電所のインフラなしに、意味のある量の金を製造することが物理的に可能なのかという点である。
HB ZECHMANN Medical Companyのハサン・ボレクチによる最近の理論的研究は、機械を構築するのではなく、特定のコンパクトな設計の絶対的な限界を計算することによって、この問いに直接取り組んでいる。この研究は、「ボレクチ・エネルギー・フィールド」と呼ばれる提案された装置に焦点を当てている。これは水銀蒸気で満たされ、強力な磁場と電気アークに囲まれた密閉チャンバーである。目的は、物理法則が真であると仮定した場合、この機械が1日の稼働で生成できる金の最大量を決定することであった。研究者たちは実際に機械を動かしたのではなく、厳密な数学的モデルを構築して「天井」を見つけ出し、3つの異なる制約、すなわち、どれだけの水銀が利用可能か、どれだけの電気エネルギーが使用されるか、そしてこの特定のセットアップにおいて核反応が実際に起こる確率がどの程度であるか、という点に着目した。
研究が検討した最初の限界は、原材料そのものであった。提案された機械には大量の水銀蒸気が含まれている。もし、そのチャンバー内のすべての水銀原子を魔法のように金へと変換できたとしたら、その総収量は約697キログラムになる。この数値は絶対的な物理的最大値であり、装置内にある物質量によって設定された硬い壁である。いかなる高度な機械であっても、原料となる水銀原子よりも多くの金を生み出すことは決してできない。しかし、研究はすぐにこの理論的な理想から、エネルギーという現実へと移行した。水銀の原子核から陽子を引き剥がすには、膨大なエネルギーが必要である。研究者たちが計算したところ、この装置の24時間のフル稼働における電気電力予算では、たとえ機械が完璧かつ不可能なほどの効率で動作したとしても、約2グラムの金を作るのが限界であった。このエネルギーによる限界は材料による限界よりもはるかに低く、これは、機械が中の水銀を使い果たす前に、電力が底をつくことを意味している。
分析が、機械が実際にどのように機能するかという点に移ると、状況はさらに厳しいものとなった。提案された装置は、核変化を引き起こすために必要な高エネルギー粒子を生成するために、電気アークに依存している。実際には、このアークは巨大な加速器にあるような集中された粒子ビームではなく、拡散した混沌とした放電である。さらに、内部の水銀は薄いガスであり、高密度の液体や固体ターゲットではないため、ほとんどの粒子は何も衝突せずに通り抜けてしまう。研究によれば、高速中性子源や高エネルギー光子を生成するための専用のコンバーターがない限り、反応が起こる確率は極めて低い。このような現実的な条件下では、1日に生成される金の量は無視できるほどであり、おそらく1ミリグラムの数分の一、実質的にゼロである。この記述通りの機械には、反応を意味のある速度で駆動するために必要な構成要素が欠けている。
また、論文は非常に投機的なアイデアについても考察した。それは、装置が空間と時間の構造を何らかの形で変化させることで、反応率を高められるのではないかというものである。著者はこれを仮説的な変数として扱い、デバイスが実際に作ることができる微量の金と、エネルギー予算によって許容される2グラム、あるいは材料供給によって許容される数百キログラムとの間のギャップを埋めるために、どれほどの「増強」が必要かを問いかけた。その答えは驚くべきものであった。材料の天井に到達するためには、既知の物理学が許容するよりも何十万倍も高い効率が必要となるのである。この研究は、これが実証された能力ではなく、存在が証明されていないメカニズムに対する理論的な要求事項であることを明確にしている。
結局のところ、この研究はこの特定の設計に対して決定的な回答を提供している。すなわち、商業的または実用的に有用な量の金を生産することはできないということである。制約となっているのは水銀の不足ではなく、現在の設計において必要なエネルギーと粒子の衝突を効率的に提供できないことである。研究は、微量からグラムやキログラム単位の金へと移行するためには、コンパクトな変換装置は根本的に異なっている必要があり、おそらく専用の中性子源や高出力の電子加速器、および高密度の液体水銀ターゲットを必要とするだろうと結論づけている。これらの構成要素が統合されない限り、小型で独立した金生成機械という夢は、エネルギーと反応確率という揺るぎない法則によって縛られた、理論的な不可能の領域に留まり続ける。
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