Het is hen gelukt lood in goud te veranderen: zo werd deze revolutionaire vooruitgang mogelijk

Alchemisten proberen al eeuwenlang een 'steen der wijzen' te vinden die lood in goud kan veranderen. Deze transformatie is uiteindelijk gelukt, zij het op subatomair niveau en in een fractie van een seconde, bij de Large Hadron Collider (LHC) van het Europees Centrum voor deeltjesfysica (Cern) .

Volgens een verklaring van de instelling op donderdag werd dit fenomeen bereikt door de interactie van loodkernen die door de deeltjesversneller reisden met een snelheid van 99,999993% van de lichtsnelheid .

(Meer: Zijn we niet alleen? De waarheid over de nieuwste ontdekkingen van buitenaards leven .)

De loodkern is bijzonder sterk en bevat 82 protonen . Wanneer de kern echter met hoge snelheid en energie andere kernen nadert, worden er fotonen geproduceerd die in staat zijn om met die kern te interacteren en drie protonen uit te stoten. Daarmee bereikt de kern het aantal protonen van een goudkern van 79.

Er worden niet altijd evenveel fotonen " uitgestoten ". Daarom zijn bij deze processen ook elementen als thallium (als er maar één proton verloren gaat) of kwik (als er twee verloren gaan) gecreëerd . Metingen bij Alice, een van de expertisegebieden van de deeltjesversneller, geven aan dat er bij deze interacties ongeveer 89.000 goudkernen per seconde kunnen worden geproduceerd .

Goud in kleine en vluchtige hoeveelheden

Dit goud " bestaat slechts een fractie van een seconde " en de geproduceerde hoeveelheden zijn " biljoenen keren kleiner dan de hoeveelheden die nodig zijn om een ​​sieraad te maken ", legt CERN uit.

(Lees ook: Bliksem, een mysterieus en weinig bekend fenomeen ).

Het onderzoekscentrum aan de rand van Genève , vlak bij de grens met Frankrijk, geeft aan dat in de tweede operationele fase van de LHC (2015-2018) ongeveer 86 miljard goudkernen gecreëerd zouden moeten worden in de vier experimentele zones van de LHC, maar dat zou in totaal slechts 29 biljoenste van een gram zijn .

In de huidige derde fase van de deeltjesversneller (die in 2022 begon en eind dit jaar zou kunnen worden afgerond) is dit bedrag naar verwachting verdubbeld, maar de omvang ervan blijft microscopisch.

" Hoewel de droom van middeleeuwse alchemisten technisch gezien is uitgekomen, zou hun hoop op rijkdom opnieuw de bodem inslaan ", grapt het onderzoekscentrum. De leiders van het centrum wijzen erop dat deze elementaire transformaties eerder van experimenteel dan van economisch belang zijn.

Schokken en wrijving

De lood-goudtransmutatie bij de LHC vindt niet plaats door directe botsingen tussen de kernen van de eerste metalen, maar door de frequentere interacties waarbij ze elkaar ' raken ' zonder elkaar daadwerkelijk te raken. Hierdoor ontstaan ​​intense elektromagnetische velden waarin ook fotoninteracties plaatsvinden.

Als de botsing directer is, kunnen de loodkernen quark-gluonplasma worden , een hete, dichte toestand van materie waarvan men aanneemt dat deze het heelal ongeveer een miljoenste van een seconde na de oerknal vulde en waaruit de materie ontstond die we vandaag de dag kennen.

(Wij raden aan: Wetenschap daagt veroudering uit: zeven aanbevelingen van een expert ).

Tussen de 2e en 4e eeuw na Christus en tot de opkomst van de moderne scheikunde in de 18e eeuw probeerden alchemisten van alle tijden andere metalen om te zetten in goud. Lood was een van de belangrijkste kandidaten voor dit proces, 'chrysopoeia' genoemd, vanwege de dichtheid ervan die vergelijkbaar is met die van het edelmetaal.

De moderne scheikunde heeft duidelijk gemaakt dat lood en goud afzonderlijke elementen zijn die niet kunnen transmuteren. De kernfysica heeft dit idee later echter genuanceerd door aan te tonen dat zware elementen via radioactief verval of in het laboratorium, onder bombardement van neutronen of protonen, in andere elementen kunnen worden omgezet.

EFE