Os físicos se transformam em ouro em ouro – por uma fração de segundo
Cientistas do famoso collider de partículas da Europa criaram brevemente os íons dourados do chumbo em uma reviravolta moderna sobre o objetivo alquímico
As experiências de LHC não criam grandes pepitas de ouro – mas algumas partículas dentro de um feixe de íons de chumbo podem se transformar em ouro por cerca de um microssegundo.
Imagens SlowMotiongli/Getty
O sonho de Alquimistas do século XVII foi realizado por físicos no Giant Hadron Collider (LHC), que transformou chumbo em ouro – embora apenas por uma fração de segundo e a um custo tremendo.
A transmutação não tão misteriosa aconteceu no CERN, o Laboratório de Física de Partículas da Europa, perto de Genebra, na Suíça, onde o LHC de vários bilhões de dólares esmaga íons de chumbo por uma parte de cada corrida experimental.
Os primeiros químicos esperavam transformar a liderança abundante em ouro precioso. Mas as diferenças no número de prótons entre os elementos (82 para chumbo e 79 para ouro) tornaram isso impossível por meios químicos.
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Os pesquisadores do CERN alcançaram o feito apontando feixes de chumbo, viajando perto da velocidade da luz. Os íons ocasionalmente olham para o outro, em vez de bater de cabeça. Quando isso acontece, o intenso campo eletromagnético em torno de um íon pode criar um pulso de energia que desencadeia um núcleo de chumbo que se aproxima para ejetar três prótons – transformando -o em ouro.
O detector de Alice no CERN.
O experimento Alice do LHC filtrou essas instâncias de transmutação dos detritos mais amplos de colisão. Em uma análise publicada em 7 de maio em Revistas de revisão físicaa equipe calculou que, entre 2015 e 2018, as colisões no LHC criaram 86 bilhões de núcleos de ouro – cerca de 29 trilhões de grama. A maioria dos átomos de ouro instáveis e rápidos teria duração em torno de 1 microssegundo antes de esmagar o aparelho experimental ou invadir outras partículas.
O ouro está sendo fabricado sempre que as vigas de chumbo são colididas no LHC, mas Alice é o único experimento com o detector configurado para identificar esse processo. A análise “é a primeira a detectar e analisar sistematicamente a assinatura da produção de ouro no LHC experimentalmente”, diz Uliana Dmitrieva, físico e membro da Alice Collaboration.
Outro acelerador do CERN chamado SPS observou o chumbo que mudou de ouro de 2002 a 2004, diz Jiangyong Jia, físico da Universidade Stony Brook, em Nova York. Mas os experimentos mais recentes estão em energia mais alta, têm uma probabilidade muito maior de criar ouro e proporcionam observações muito mais limpas, acrescenta ele.
Os pesquisadores do CERN não têm planos de aceitar o ouro como uma agitação lateral, mas dizem que entender melhor como os fótons podem mudar de núcleos os ajudarão a melhorar o desempenho do LHC. “Compreender esses processos é essential para controlar a qualidade e a estabilidade do feixe”, diz Jia.
Este artigo é reproduzido com permissão e foi publicado pela primeira vez em 9 de maio de 2025.
