Os alquimistas medievais estavam obcecados com a idéia de transformar chumbo em ouro, um conceito conhecido como crisopoia. Mas eles podem ter tido mais sorte em trocar a pedra do filósofo por um acelerador de partículas, sugerem novos resultados.
Cientistas no Giant Hadron Collider (LHC) em CERNperto de Genebra, revelaram que cerca de 86 bilhões de núcleos de ouro foram criados durante a segunda corrida do acelerador, entre 2015 e 2018 – tudo de destruir átomos de chumbo a 99.999993% da velocidade da luz.
O resultado é uma pequena quantidade de ouro – totalizando apenas 29 trilhões de grama – que colide com o tubo de feixe e fragmentos em uma fração de segundo. No entanto, mesmo essa vida e morte quase instantâneas apareceram no Alice (um grande experimento de colaboração de íons) detectores de colaboração.
“É impressionante ver que nossos detectores podem lidar com colisões frontais que produzem milhares de partículas, além de ser sensível a colisões, onde apenas algumas partículas são produzidas por vez, permitindo o estudo de processos raros de ‘transmutação nuclear’ eletromagnética”. Marco van Leeuwenum porta -voz de Alice, disse em comunicado.
Com base nas conjecturas filosóficas de Aristóteles, os alquimistas acreditavam que as densidades semelhantes de chumbo e ouro eram sinais de que o chumbo estava “doente” e poderia ser curado por transmutação em ouro valioso. Apesar de estar errado, as crenças dos alquimistas antigos continham uma pepita de verdade: os dois metais estão muito próximos um do outro no tabela periódicacom o ouro tendo 79 prótons – apenas três menos que o chumbo.
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Isso significa que colisões em poderosos aceleradores de partículas precisam rasgar apenas três prótons do chumbo (ao lado de alguns nêutrons) para fazer ouro. Raspar um ou dois prótons, por outro lado, cria tálio e mercúrio, respectivamente.
Para quantificar esses metais produzidos dentro do LHC, os físicos usaram os calorímetros de graus zero altamente sensíveis de Alice (ZDCs), que medem os prótons e nêutrons que transmitem os bilhões de interações de partículas que acontecem dentro do colisor a cada segundo.
Os resultados mostraram que, embora seja produzido com menos frequência que o tálio ou o mercúrio, o ouro é atualmente gerado pela terceira corrida do experimento a uma taxa máxima de cerca de 89.000 núcleos por segundo – quase o dobro da quantidade produzida pela corrida anterior, devido ao aumento da energia da terceira execução.
“Graças às capacidades únicas dos ZDCs de Alice, a presente análise é a primeira a detectar e analisar sistematicamente a assinatura da produção de ouro no LHC experimentalmente”. Uliana Dmitrievadisse um físico da Alice Collaboration, disse em comunicado.
“Os resultados também testam e melhoram os modelos teóricos de dissociação eletromagnética que, além de seu interesse intrínseco da física, são usados para entender e prever perdas de feixe que são um limite importante para o desempenho do LHC e futuros colidores”, acrescentou John Jowettoutro físico no experimento.
