Podemos llamarle “alquimia en acción” o “alquimia en las grandes ligas de la ciencia”. Y es que durante un experimento en el CERN se ha logrado detectar átomos de plomo que se convierten en oro.
El experimento ALICE del Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) observa lo que ocurre cuando se chocan iones pesados. Su objetivo principal es comprender el plasma de quarks y gluones que existió en los primeros instantes tras el Big Bang. Pero al chocar iones de plomo se pueden romper esos átomos y convertirlos en formas más reconocibles, como la conversión del plomo en oro.
Imagen del detector ALICE. Crédito de imagen: CERN
Transmutación nuclear
No se trata de una transmutación alquímica del plomo en oro, sino de una transmutación nuclear. El plomo está compuesto por 82 protones y alrededor de 126 neutrones en su núcleo. El oro, en cambio, tiene 79 protones, solo tres menos que el plomo. Para llevar a cabo esta transmutación es necesario eliminar tres protones de cada átomo de plomo.
No es el objetivo del LHC, pero al chocar átomos de plomo al 99.999993 % de la velocidad de la luz, se pueden obtener algunos productos interesantes. No todos los átomos chocarán entre sí, por lo que habrá iones de plomo flotantes que seguirán acelerándose alrededor del acelerador. Es posible que el fuerte campo electromagnético del LHC pueda crear pulsos de luz breves pero potentes, y que sean esos pulsos los que arranquen esos tres protones del plomo y lo conviertan en oro. Lo realmente emocionante es que el proceso puede observarse.
Marco Van Leeuwen, portavoz de ALICE, dijo en un comunicado:
“Es impresionante ver que nuestros detectores pueden manejar colisiones frontales que producen miles de partículas, al tiempo que son sensibles a colisiones en las que solo se producen unas pocas partículas a la vez, lo que permite el estudio de procesos electromagnéticos raros de «transmutación nuclear”.
No se trata solo de oro
El equipo utilizó los calorímetros de grado cero (ZDC) del detector para medir las interacciones entre la luz de alta energía y el núcleo de los iones de plomo. Querían ver la emisión de cero, uno, dos y tres protones, acompañada de la pérdida de un neutrón. Descubrieron que las interacciones creaban plomo con menos neutrones, pero también talio, mercurio y oro.
Ilustración de una colisión ultraperiférica en la que los dos haces de iones de plomo (208Pb) del LHC pasan cerca uno del otro sin colisionar. En el proceso de disociación electromagnética, un fotón que interactúa con un núcleo puede excitar oscilaciones de su estructura interna y provocar la expulsión de un pequeño número de neutrones (dos) y protones (tres), dejando atrás el núcleo de oro (203Au) (Imagen: CERN).. Crédito de imagen: CERN
El oro es menos frecuente, pero cada colisión sigue produciendo 89.000 núcleos de oro por segundo de los 174.000 millones de átomos de plomo del haz. Pero no habrá fiebre del oro en el CERN. La cantidad es una fracción minúscula de un gramo, pero además acaba chocando a alta energía contra las paredes del acelerador, donde los átomos de oro se desintegran.
Uliana Dmitrieva, de la colaboración ALICE, dijo en un comunicado:
“Gracias a las capacidades únicas de los ZDC de ALICE, el presente análisis es el primero en detectar y analizar sistemáticamente la firma de la producción de oro en el LHC de forma experimental”.
John Jowett, también de la colaboración ALICE, declaró:
“Los resultados también prueban y mejoran los modelos teóricos de disociación electromagnética que, más allá de su interés físico intrínseco, se utilizan para comprender y predecir las pérdidas de haz, que son una limitación importante para el rendimiento del LHC y los colisionadores futuros”.
Los hallazgos de la investigación titulada “Proton emission in ultraperipheral Pb-Pb collisions at √𝑠𝑁𝑁=5.02 TeV” han sido publicados en Physical Review C.
[FT: CERN]
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Por: CodigoOculto.com
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