Fizicienii de la CERN din Elveţia au anunţat detectarea transformării plumbului în aur în acceleratorul lor de particule

Transformarea plumbului în aur era visul alchimiştilor medievali, prin proces numit crisopee. Visul lor se baza pe ideea că natura ar avea doar patru elemente de bază — pământ, apă, aer şi foc — iar metalele ar reprezenta diverse combinaţii cu diferite proporţii între acestea. Şi se credea că dacă s-ar modifica proporţia, atunci se modifică şi rezultatul. Tot crezul alchimiştilor a mers mai departe şi la piatra filosofală, dar visul lor de a se îmbogăţi şi a rezolva problemele lumii prin asemenea transformări n-a mai fost realizat niciodată. Totuşi, ieri, 8 mai 2025, fizicienii de la CERN din Elveţia, au anunţat detectarea transformării plumbului în aur în acceleratorul lor de particule.

Fizicienii din Elveţia spun că înţeleg de ce alchimiştii de cândva aleseseră plumbul drept materialul pe care şi l-ar fi dorit să-l transforme în aur. Pe lângă disponibilitatea sa largă pe atunci, densitatea plumbului e similară cu cea a aurului. Totuşi, reacţiile chimice nu pot transforma un metal într-altul.

Aici a intervenit fizica, iar transformările anunţate acum ca fiind detectate s-au produs pe durata ultimului deceniu în acceleratorul de particule ALICE (A Large Ion Collider Experiment), fiind documentate minuţios, pentru a anunţa o asemenea observare doar când există dovezi incontestabile, repetitive, care pot fi verificate, aşa cum ar trebui întotdeauna să funcţioneze experimentele şi descoperirile ştiinţifice.

La începutul secolului XX, s-a descoperit că elementele chimice grele se pot transforma, totuşi, dintr-unul în altul, fie prin dezintegrare radioactivă, fie în laborator printr-o bombardare cu neutroni sau protoni. S-a încercat şi producţia de aur, din mercur, platină sau bismut, iar în 1980 laureatul premiului Nobel, Glenn Seaborg, a reuşit producţia de aur din bismut. Însă vorbim de cantităţi infime, pentru că dacă s-ar produce cantităţi semnificative, costul lor ar depăşi de mii de ori preţul aurului pe piaţă. Şi problema mai e de stabiliza acele elemente noi produse în starea lor nouă.

Totuşi, acceleratorul ALICE de la CERN a detectat acum producţia e aur printr-o metodă diferită, cea în care nucleele nu sunt bombardaţi direct, ci au parte de traiectorii la limita coliziunii. Plumbul are un nucleu dens, iar coliziunile directe între nuclee pot produce plasma quark-gluon — o stare fierbinte şi densă a materiei, despre care se crede că a umplut tot spaţiul universului pentru o milionime de secundă după Big Bang, dând naştere apoi materiei pe care ştim azi.

Totuşi, în cazul mult mai frecvent în care nucleele de plumb au traiectorii care nu se lovesc reciproc, dar se apropie foarte mult, câmpul lor electromagnetic intens poate induce interacţiuni între fotonii sau foton-nucleu, care dau şansa unor explorări noi. Scopul principalul al acceleratorului de particule e coliziunea directă a nucleelor, dar, asemenea ratări apropiate se întâmplă constant iar fenomenele fizice produse de acestea au fost studiate.

Câmpul electromagnetic al plumbului e deosebit de puternic, întrucât conţine 82 de protoni, după cum ne arată şi tabelul elementelor periodice, fiecare din ei purtând o încărcătură elementară. În interiorul acceleratorului de particule, nucleul de plumb circulă cu 99.999993% din viteza luminii, ceea ce face ca liniile acestor câmpuri să fie deformate până la forma unui disc, transversală direcţiei mişcării, producând un puls scurt de fotoni. Adeseori, acest puls provoacă un proces numit disociere electromagnetică, unde un foton care interacţionează cu un nucleu, poate provoca devieri ale structurii interne ale acestuia, rezultând în aruncarea unui număr de neutroni şi protoni. Pentru ca acel nucleu afectat să se transforme din plumb în aur, care conţine 79 de protoni, e nevoie ca trei protoni să fie expulzaţi din nucleul de plumb în acceleratorul de particule.

Şi acest lucru s-a produs de 86 miliarde de ori doar în intervalul anilor 2015-2018, în prima fază a funcţionării ALICE, spun fizicienii din Elveţia. Faza a doua a produs o cantitate dublă datorită luminozităţii mai mare, a 3-a a dublat din nou cantitatea, iar faza actuală, a 4-a, produce şi mai mult. Metoda de calculare a fost calorimetria la zero grade, şi s-au produs asemenea transformări în care a fost expulzat un proton, doi sau trei. Expulzarea unui singur proton transformă plumbul în taliu, iar a doi protoni — în mercur. Aceste două scenarii sunt mai frecvente decât expulzarea a trei protoni. Dar, totuşi, acceleratorul ALICE produce în prezent nuclee de aur cu o rată de 89.000 per secundă!

Însă, imediat după formarea acestor nuclee, în viteza lor de mai departe acestea sunt disipaţi în protoni singulari neutroni şi alte particule. Deci, aurul produs are o durată de viaţă de o mică fracţiune de secundă.

Şi apoi, deşi sunt miliarde nuclee produse până în prezent, ele sunt un efect auxiliar al funcţiei principale ale acceleratorului de particule, iar numărul lor din toţi aceşti ani ar trebui înmulţit la un trilion pentru a putea produce măcar o bijuterie din aur, cât de mică. Deci, descoperirea de acum de la CERN a confirmat o parte din ipoteza alchimiştilor de demult, dar a spulberat oricum visul că ar putea exista o producţie de aur cu randament care să conteze cu adevărat.

Fizicienii din Elveţia spun că toate aceste calcule şi descoperiri anunţate acum, i-au făcut să înţeleagă cum au loc pierderile de fascicule şi particule în acceleratoare şi vor duce la minimizarea lor pentru precizia şi mai mare a experimentelor de bază de acolo.

CERN e unul din acele locuri unice în lume, în acest caz focusat spre ştiinţă profundă, unde descoperirile sunt făcute la dimensiuni inaccesibile altfel şi la prima vedere pot părea doar nişte curiozităţi fără aplicare clară. Dar CERN are o istorie lungă de descoperiri marcante în istorie şi tehnologie, care au fost folosite apoi de oamenii de ştiinţă pentru lucruri dintre cele mai utile progresului ştiinţific şi al umanităţii. Iar descoperirea făcută acum e una dintre cele mai curioase şi intrigante făcute de mult timp încoace.