El CERN hace realidad el sueño de los antiguos alquimistas: logra que el plomo se transmute en oro
- El metal precioso "existe sólo durante una fracción minúscula de segundo"
- La cantidad producida es "billones de veces menor de la necesaria para fabricar una joya"
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Durante siglos, los alquimistas intentaron encontrar la "piedra filosofal", una sustancia capaz de convertir los metales básicos, como el plomo, en oro. La física moderna ha hecho posible este viejo sueño inalcanzable, pero no de la manera mágica que imaginaron en la Edad Media. El Centro Europeo de Física de Partículas (CERN), haciendo uso del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) ha conseguido transmutar el plomo en oro, aunque a niveles subatómicos y durante una fracción de segundo.
Según aclara la institución internacional con sede en Ginebra, el metal precioso "existe sólo durante una fracción minúscula de segundo", y además las cantidades producidas son "billones de veces menores de las necesarias para fabricar una joya". Todos los detalles del experimento aparecen en un artículo publicado en Physical Review C.
99,999993 % de la velocidad de la luz
El 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 contiene 82 protones, lo que hace que sea particularmente fuerte, 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 siempre se "expulsa" el mismo número de fotones, por lo que en estos procesos también se han creado elementos como talio (si se pierde únicamente 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.
El CERN indica que en la segunda fase de funcionamiento del LHC (2015-2018) se crearon unos 86.000 millones de núcleos de oro en las cuatro zonas de experimentación del LHC. Puede parecer una cifra muy alta, pero en realidad apenas sumaría 29 billonésimas de gramo. En la actual tercera fase de funcionamiento del colisionador (iniciada en 2022 y que podría terminar a finales de este año) se calcula que se ha logrado doblar esa cantidad, pero la escala sigue siendo microscópica.
"Aunque el sueño de los alquimistas medievales se ha cumplido técnicamente, sus esperanzas de riqueza se verían una vez más frustradas", ironiza el centro de investigación, cuyos responsables indican que estas transformaciones elementales tienen un interés experimental, más que económico.
Vista de las instalaciones del Centro Europeo de Física de Partículas (CERN). EFE / V. FLAURAUD
Resultados de la física nuclear
La química moderna hizo evidente que el plomo y el oro son elementos distintos, y que cualquier procedimiento químico es incapaz de transmutar el uno en el otro. Sin embargo, más tarde, la física nuclear matizó esta idea, y demostró 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.
Aunque 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.
La transmutación plomo-oro del LHC no se produce exactamente debido a las colisiones directas entre núcleos del primero de estos metales, sino en las interacciones más frecuentes en las que éstos se "rozan" sin llegar a tocarse, creando intensos campos electromagnéticos en los que hay interacciones de fotones. Cuando la colisión es más directa, los núcleos de plomo pueden convertirse en plasma de quarks y gluones, un estado de materia caliente y denso que se cree llenó el universo aproximadamente una millonésima de segundo después del Big Bang, dando origen a la actual materia.
"Es impresionante ver que nuestros detectores pueden gestionar colisiones frontales que producen miles de partículas, a la vez que son sensibles a colisiones en las que solo se producen unas pocas partículas a la vez, lo que permite el estudio de procesos poco comunes de transmutación nuclear electromagnética", afirma en un comunicado Marco Van Leeuwen, portavoz de ALICE.
ALICE (A Large Ion Collider Experiment) es un experimento del CERN diseñado para estudiar las colisiones de iones pesados y recrear las condiciones del universo justo después del Big Bang.
