Oamenii de știință din Elveția au reușit, din greșeală, un proces chimic la care alchimiștii medievali doar visau: au transformat plumbul în aur, relatează The Independent.
Plumbul și aurul sunt elemente diferite și că niciun proces chimic nu îl poate transforma pe unul în celălalt.
Dar cunoștințele noastre moderne ne spun care este diferența de bază dintre un atom de plumb și unul de aur: atomul de plumb conține exact trei protoni în plus.
Așadar, putem crea un atom de aur pur și simplu scoțând trei protoni dintr-un atom de plumb? Se pare că da. Dar nu este deloc ușor și nu e deloc ceea ce își doreau oamenii de știință să se întâmple.
În timp ce ciocneau atomi de plumb între ei la viteze extrem de mari, în încercarea de a reproduce starea universului imediat după Big Bang, fizicienii care lucrează la experimentul ALICE de la Marele Accelerator de Hadroni din Elveția (cel mai mare accelerator de particule construit vreodată) au produs, accidental, cantități mici de aur.
Cantități extrem de mici, de fapt: în total aproximativ 29 de trilionimi de grame.
Cum „furi” un proton
Protonii se găsesc în nucleul unui atom. Cum pot fi scoși de acolo?
Ei bine, protonii au sarcină electrică, ceea ce înseamnă că un câmp electric îi poate atrage sau respinge. Plasarea unui nucleu atomic într-un câmp electric ar putea face acest lucru.
Totuși, nucleele sunt ținute împreună de o forță foarte puternică, dar cu rază de acțiune foarte scurtă, numită sugestiv forța nucleară tare. Asta înseamnă că este necesar un câmp electric extrem de puternic pentru a scoate protoni: de aproximativ un milion de ori mai puternic decât câmpurile electrice care produc fulgerele în atmosferă.
Cercetătorii au creat acest câmp trimițând fascicule de nuclee de plumb unele spre altele la viteze incredibil de mari, aproape de viteza luminii.
Magia unei aproape-coliziuni
Atunci când nucleele de plumb se ciocnesc frontal, intervine forța nucleară tare și ele sunt complet distruse. Dar, mai frecvent, nucleele doar trec foarte aproape unele de altele și interacționează doar prin forța electromagnetică.
Intensitatea unui câmp electric scade foarte rapid pe măsură ce te îndepărtezi de un obiect încărcat electric (cum ar fi un proton). Dar la distanțe foarte mici, chiar și o sarcină mică poate crea un câmp foarte puternic.
Astfel, când un nucleu de plumb trece foarte aproape de altul, câmpul electric dintre ele devine uriaș. Câmpul în schimbare rapidă face ca nucleele să vibreze și, uneori, să „arunce” câțiva protoni. Dacă unul dintre ele pierde exact trei protoni, nucleul de plumb se transformă în aur.
Numărarea protonilor
Cum știi că un atom de plumb a fost transformat în aur? În experimentul ALICE, cercetătorii folosesc detectoare speciale numite calorimetre de grad zero pentru a număra protonii extrași din nucleele de plumb.
Ei nu pot observa direct nucleele de aur, așa că le detectează doar indirect.
Oamenii de știință de la ALICE au calculat că, în timp ce ciocnesc fasciculele de nuclee de plumb, produc aproximativ 89.000 de nuclee de aur pe secundă. Au observat și formarea altor elemente: taliu (care apare când se pierde un proton) și mercur (doi protoni).