Científicos logran uno de los grandes sueños de la humanidad: así ha convertido el CERN el plomo en oro

El experimento ALICE (A Large Ion Collider Experiment, por sus siglas) es un detector que analiza qué sucede cuando los iones pesados colisionan, además, intenta recrear las condiciones del universo en los primeros momentos tras el Big Bang para desentrañar los gluones y el plasma de quarks de dicho instante. Sin embargo, la colisión de iones de plomo es capaz de fraccionar esos átomos en oro y, sorprendentemente, eso es lo que han conseguido los científicos del Centro Europeo de Física de Partículas (CERN, por sus siglas).

Según explica esta institución en un comunicado, "ALICE ha medido la transmutación del plomo en oro mediante un nuevo mecanismo que implica colisiones casi accidentales entre núcleos de plomo en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas)", por lo tanto, esto significa que dicho fenómeno se ha logrado mediante la interacción de núcleos de plomo que viajan por el colisionador al 99,999993 % de la velocidad de la luz.

El núcleo del plomo es particularmente fuerte al contener 82 protones, pero al aproximarse a otros a altas velocidades y energías se producen fotones capaces de interactuar con ese núcleo y expulsar tres protones, logrando los 79 que posee un núcleo de oro. No obstante, no siempre se "expulsa" el mismo número de fotones, por lo que en estos procesos también se han creado elementos como talio —si se pierde sólo un protón— o mercurio —cuando se pierden dos—, pero las mediciones en ALICE, una de las zonas de experimentos del colisionador, indican que se pueden producir unos 89.000 núcleos de oro por segundo en estas interacciones.

Se ha producido oro en 89.000 núcleos por segundo

El equipo de ALICE empleó los calorímetros de grado cero del detector para contabilizar el número de interacciones fotón-núcleo que resultaron en la emisión de cero, uno, dos y tres protones acompañados de al menos un neutrón, que se asocian con la producción de plomo, talio, mercurio y oro, respectivamente.

Si bien es menos frecuente que la creación de talio o mercurio, los resultados muestran que el LHC actualmente produce oro a una velocidad máxima de aproximadamente 89.000 núcleos por segundo a partir de colisiones de plomo-plomo en el punto de colisión de ALICE, teniendo en cuenta que los núcleos de oro emergen de la colisión con alta energía e inciden en el haz del LHC o en los colimadores en varios puntos aguas abajo.

"El oro existe durante solo una pequeña fracción de segundo", indica el CERN. Asimismo, agrega que "el análisis de ALICE muestra que se crearon alrededor de 86.000 millones de núcleos de oro en los cuatro experimentos principales, correspondiendo a tan solo 29 picogramos".

Uliana Dmitrieva de la colaboración ALICE afirma que, "gracias a las capacidades únicas de los ZDC de ALICE, el presente análisis es el primero en detectar y analizar sistemáticamente la firma de la producción de oro en el LHC de forma experimental".

El origen de esta investigación

Transformar el plomo en oro era el sueño de los alquimistas medievales. Esta antigua búsqueda, llamada crisopea, pudo estar motivada por la observación de que el plomo tiene una densidad similar a la del oro, codiciado desde hace tiempo por su color y rareza. Sin embargo, fue mucho más tarde cuando se hizo evidente que el plomo y el oro son elementos químicos distintos y que los métodos químicos son incapaces de transmutarlos.

Con los albores de la física nuclear en el siglo XX, se descubrió que los elementos pesados podían transformarse en otros —ya sea de forma natural, mediante desintegración radiactiva— o en el laboratorio —mediante un bombardeo de neutrones o protones— y, si bien el oro ya se había producido artificialmente de esta manera, la colaboración ALICE ha medido ahora la transmutación del plomo en oro mediante un nuevo mecanismo que implica colisiones casi accidentales entre núcleos de plomo en el LHC.

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