Científicos del CERN logran convertir plomo en oro por fracciones de segundo usando colisiones en el LHC. Aunque no es útil comercialmente, el descubrimiento ayuda a mejorar la tecnología nuclear y aporta al futuro sostenible.
- Colisiones de núcleos de plomo → generan oro efímero.
- Proceso no por alquimia, sino por física nuclear moderna.
- ALICE en el LHC detecta el fenómeno con alta precisión.
- Se producen hasta 89.000 núcleos de oro por segundo.
- Oro creado → inestable, dura fracciones de segundo.
- Imposible usarlo comercialmente.
- Aporta a modelos teóricos y seguridad en aceleradores.
- Potencial a futuro en sostenibilidad y reducción de residuos nucleares.
ALICE detecta la transmutación de plomo en oro en el LHC
La colaboración ALICE ha medido por primera vez, de forma sistemática, cómo los núcleos de plomo se transforman en núcleos de oro efímeros durante colisiones casi tangenciales en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), ubicado en el CERN.
Del sueño de los alquimistas a la física cuántica
Durante siglos, convertir el plomo en oro fue una obsesión de los alquimistas. Sin embargo, la alquimia fracasó al desconocer que ambos son elementos químicos distintos. Solo con el avance de la física nuclear en el siglo XX se hizo posible la transmutación artificial de elementos, aunque en condiciones muy específicas y controladas.
Un nuevo método: disociación electromagnética
En el LHC, los núcleos de plomo se aceleran hasta el 99,999993 % de la velocidad de la luz. Cuando dos haces de plomo se cruzan sin chocar directamente, los campos electromagnéticos generados son tan intensos que pueden producir interacciones entre fotones y núcleos. Este fenómeno provoca la expulsión de protones desde el núcleo de plomo. Si pierde tres protones, se convierte temporalmente en oro (79 protones).
Estas colisiones, denominadas ultraperiféricas, no generan plasma de quarks y gluones como las colisiones frontales, pero permiten estudiar interacciones fotón-núcleo con gran detalle.
Resultados del experimento ALICE
La colaboración ALICE utilizó calorímetros de cero grados (ZDC) para contar eventos donde se perdían uno, dos o tres protones, lo que corresponde a la formación de talio, mercurio y oro, respectivamente. Se estimó que durante la fase Run 2 (2015–2018) se crearon alrededor de 86.000 millones de núcleos de oro, lo que equivale a 29 picogramos. En Run 3, esta cifra se duplicó, aunque sigue siendo una cantidad infinitesimal para aplicaciones prácticas.
El oro así generado se destruye casi de inmediato al impactar con las estructuras del LHC, fragmentándose en partículas subatómicas. No puede almacenarse ni utilizarse comercialmente.
Implicaciones científicas y tecnológicas
Este experimento valida modelos teóricos sobre disociación electromagnética, fundamentales para predecir pérdidas de haz en aceleradores de partículas. Estos modelos son clave para mejorar la eficiencia y seguridad de instalaciones como el LHC, y para el diseño de futuros colisionadores.
Potencial para un mundo más sostenible
Aunque no se pueda extraer oro útil de este proceso, la tecnología detrás sí puede ser crucial para la sostenibilidad:
- Modelos más precisos de interacción nuclear ayudan a gestionar mejor los residuos radiactivos y prever su comportamiento a largo plazo.
- La manipulación de isótopos mediante fotones podría usarse en un futuro para transformar elementos peligrosos en estables, lo que reduciría la necesidad de almacenamiento de residuos altamente contaminantes.
- Estos avances también podrían aplicarse al desarrollo de fuentes de energía limpia basadas en fusión nuclear, un área clave para alcanzar un futuro sin combustibles fósiles ni emisiones.
Además, el conocimiento acumulado puede contribuir al desmantelamiento seguro de infraestructuras con amianto en entornos de alta radiación, al permitir planificar con más precisión la interacción de materiales con partículas subatómicas.
Vía ALICE detects the conversion of lead into gold at the LHC | CERN
Más información: Proton emission in ultraperipheral Pb-Pb collisions at TeV | Phys. Rev. C
