Alchimia modernă: Cercetătorii CERN transformă plumbul în aur cu ajutorul Large Hadron Collider
Un vis vechi de secole al alchimiștilor a devenit realitate în laboratoarele Organizației Europene pentru Cercetare Nucleară (CERN). O echipă internațională de cercetători, în cadrul experimentului ALICE de la Large Hadron Collider (LHC), a reușit să transforme plumbul în aur, nu printr-o formulă magică, ci prin fizică nucleară de ultimă generație.
În timpul unor coliziuni extreme între nuclee de plumb accelerate la 99.999993% din viteza luminii în LHC, s-au creat condiții care au permis formarea temporară a atomilor de aur. Fenomenul, cunoscut sub numele de dizolvare electromagnetică, are loc atunci când câmpurile electromagnetice intense ale nucleelor de plumb care trec foarte aproape unul de celălalt emit fotoni. Acești fotoni interacționează cu nucleul celuilalt atom, smulgând trei protoni din nucleul de plumb (care are 82 de protoni), transformându-l astfel într-un atom de aur (cu 79 de protoni).
Deși conceptul teoretic este simplu, procesul este extrem de rar, de scurtă durată și dificil de detectat. Detectoarele ultra-sensibile ale experimentului ALICE au reușit să identifice și să numere aceste transformări. În timpul Run 2 al LHC (2015-2018), s-au produs aproximativ 86 de miliarde de atomi de aur în cadrul celor patru mari experimente ale CERN, o cantitate infimă de doar 29 de picograme, mult mai puțin decât un fir de praf. Run 3, care a început în 2022, a dublat această cantitate, dar rămâne cu mult sub cantitatea necesară pentru a produce chiar și o bijuterie simplă.
În ciuda cantității nesemnificative de aur produs, importanța experimentului este crucială pentru domeniul fizicii nucleare. Cercetătorii ALICE au reușit să valideze și să îmbunătățească modelele teoretice care descriu interacțiunea particulelor în câmpuri electromagnetice intense. Aceste date sunt valoroase nu doar pentru fizicieni, ci și pentru inginerii care lucrează la optimizarea performanței LHC, deoarece pierderile de particule cauzate de aceste interacțiuni pot afecta funcționarea acceleratorului.
Uliana Dmitrieva, membră a colaborării ALICE, a subliniat că aceasta este prima analiză care detectează și cuantifică experimental producția de aur la LHC, o demonstrație remarcabilă a capacității detectorului. John Jowett, un alt membru ALICE, a adăugat că rezultatele confirmă modelele teoretice și ajută la o mai bună înțelegere a limitelor acceleratorului, contribuind la creșterea eficienței acestuia.
Aurul creat la CERN nu va ajunge niciodată să fie comercializat, dar reușita științifică este una spectaculoasă. Prin colaborare internațională și tehnologie de vârf, știința modernă a atins un obiectiv care părea o fantezie medievală, deschizând noi orizonturi în înțelegerea fundamentală a materiei.
