Un experimento del detector ALICE del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) ha medido, por primera vez, la transformación de núcleos de plomo en oro durante colisiones ultra?periféricas. Aunque la cantidad de oro producido es apenas 29 picogramos, el hallazgo abre nuevas ventanas para entender reacciones fotonucleares y optimizar futuros aceleradores.

El sueño milenario de la alquimia cobra vida en el CERN

Durante la segunda fase de operación del LHC (2015?2018), el experimento ALICE registró aproximadamente 86?000?millones de núcleos de oro creados en colisiones entre haces de plomo. Esa cifra equivale a 29 picogramos de oro, una masa tan diminuta que resulta invisible incluso bajo microscopios convencionales.

¿Cómo ocurre la transmutación?

En la tabla periódica, el plomo tiene 82 protones y el oro 79. Si un núcleo de plomo pierde tres protones, se transforma en oro. En el LHC, los haces de plomo se aceleran al 99,999?993?% de la velocidad de la luz. Al pasar cerca uno del otro, los núcleos generan pulsos extremadamente intensos de fotones que pueden arrancar neutrones y protones – proceso conocido como disociación electromagnética. Cuando se pierden tres protones, el núcleo resultante es oro.

Medición y resultados

ALICE empleó calorímetros de cero grados situados a más de 100?m del punto de colisión para detectar neutrones y protones emitidos en línea recta con el haz. Con estos datos, los científicos calcularon las secciones eficaces, es decir, la probabilidad de cada tipo de transmutación (plomo ? plomo, talio, mercurio o oro). Los resultados coincidieron parcialmente con el modelo teórico RELDIS, que describió bien los casos sin emisión de protones y los de tres protones (oro), pero subestimó en un 17?25?% los eventos con uno o dos protones y sobreestimó los canales con protones acompañados de neutrones.

Implications y futuro

Este estudio no tiene la intención de “fabricar oro” comercialmente; la cantidad obtenida es insignificante. Sin embargo, comprender con precisión estas reacciones fotonucleares es esencial para el desarrollo del próximo Colisionador Electrón?Ión y para optimizar la eficiencia y seguridad del LHC, pues cada núcleo transmutado puede chocar contra las paredes del tubo y reducir la luminosidad del haz.

Fuente oficial

La nota de prensa completa está disponible en la web del CERN bajo el título “ALICE detects the conversion of lead into gold at the LHC”.