Cercetătorii de la CERN au realizat un progres remarcabil în aspirațiile alchimiștilor: transformarea plumbului în aur – nu prin magie, ci prin știință avansată. În cadrul colaborării internaționale ALICE (A Large Ion Collider Experiment), oamenii de știință au generat atomi de aur ca urmare a coliziunii ionilor de plumb la viteze extrem de apropiate de cea a luminii, în cel mai mare și puternic accelerator de particule din lume, Large Hadron Collider (LHC).
O realitate științifică, nu basm
De-a lungul timpului, alchimiștii medievali au aspira la transformarea metalelor comune, precum plumbul, în aur prin metode adesea necunoscute, simbolice sau mistice. În zilele noastre, fizica nucleară modernă a realizat, într-o manieră temporară și extrem de micrometrică, această transmutare în laborator.
Procedura efectuată de cercetătorii ALICE se numește disociere electromagnetică și apare atunci când doi ioni de plumb cu energie foarte mare se apropie extrem de aproape unul de celălalt, fără a colisiona direct. În aceste circumstanțe, câmpurile electromagnetice intense generate de ioni interacționează, iar energia rezultată este suficientă pentru a smulge trei protoni dintr-unul dintre nucleele de plumb (inițial format din 82 de protoni), transformându-l astfel într-un nucleu de aur, ce conține 79 de protoni.
Detectarea aurului efemer
Deși nucleele de aur create în urma acestor quasi-coliziuni sunt extrem de instabile și se descompun în aproximativ o microsecundă, ele pot fi studiate datorită tehnologiei de vârf utilizate în ALICE. Detectorii ZDC (Zero Degree Calorimeters) au capacitatea de a identifica aceste evenimente rare în marea masă de particule rezultate din coliziunile de mare energie, oferind date valoroase cercetătorilor.
Aceste descoperiri au fost publicate în Physical Review Journals pe 7 mai 2024, marcând o etapă semnificativă în înțelegerea proceselor nucleare complexe ce au loc în astfel de experimente.
Cantitatea de aur generată
Între 2015 și 2018, pe parcursul celei de-a doua etape de funcționare a LHC, au fost sintetizate aproximativ 86 de miliarde de nuclee de aur. Totuși, masa totală produsă corespunde doar cu 29 de picograme – o cantitate extrem de mică, de 29 de trilioane de ori mai puțin decât un gram. Chiar dacă activitatea experimentală continuă și în prezent, aurul generat este atât de efemer încât se dezintegrează sau se pierde aproape imediat, colisionând cu pereții acceleratorului.
Un instrument extrem de precis
Experimentul ALICE este capabil să gestioneze cu o precizie extraordinară atât coliziunile frontale intense, care generează mii de particule noi, cât și evenimentele rare și subtile, în care apar doar câteva particule. Este o dovadă evidentă a progresului tehnologic și al rafinamentului științific realizat de instrumentele moderne de cercetare în domeniul fizicii particulelor.
Importanță științifică, nu economică
Deși crearea aurului din plumb prin coliziuni la LHC nu are valoare economică – fiind complet ineficientă și costisitoare – experimentul are o importanță enormă la nivel teoretic. Fizicianul John Jowett a subliniat că investigarea acestor fenomene oferă informații esențiale despre modul în care se pierd fasciculele de ioni în accelerator, o problemă critică pentru siguranța și eficiența funcționării LHC.
Mai mult, aceste experimente ne ajută să aprofundăm înțelegerea comportamentului materiei în condiții extreme, asemănătoare celor de după formarea Universului în urma Big Bang-ului. Ele contribuie semnificativ la dezvoltarea modelelor teoretice care descriu interacțiunile fundamentale dintre particule și subliniază importanța cercetării fundamentale în răspunsul la mari întrebări cosmologice.
Concluzii
Realizarea
