Durante siglos los alquimistas intentaron encontrar una «piedra filosofal» capaz de convertir el plomo en oro, una transmutación que finalmente se ha logrado, aunque a niveles subatómicos y en una fracción de segundo, en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Centro Europeo de Física de Partículas (CERN).
Según explicó este jueves un comunicado de la institución, este fenómeno se ha logrado mediante la interacción de núcleos de plomo que viajan por el colisionador al 99,999993 % de la velocidad de la luz.
El núcleo del plomo es particularmente fuerte al contener 82 protones, pero al aproximarse a otros a altas velocidades y energías se producen fotones capaces de interactuar con ese núcleo y expulsar tres protones, logrando los 79 que posee un núcleo de oro.
No siempre se «expulsa» el mismo número de fotones, por lo que en estos procesos también se han creado elementos como talio (si se pierde sólo un protón) o mercurio (cuando se pierden dos), pero las mediciones en ALICE, una de las zonas de expertimentos del colisionador, indican que se pueden producir unos 89.000 núcleos de oro por segundo en estas interacciones.
Oro en ínfimas cantidades y fugaz
Ese oro «existe sólo durante una fracción minúscula de segundo», y además las cantidades producidas son «billones de veces menores de las necesarias para fabricar una joya», aclara el CERN.
El centro de investigación situado en las afueras de Ginebra, junto a la frontera con Francia, indica que en la segunda fase de funcionamiento del LHC (2015-2018) se debieron crear unos 86.000 millones de núcleos de oro en las cuatro zonas de experimentación del LHC, pero eso sumaría apenas 29 billonésimas de gramo.
En la actual tercera fase de funcionamiento del colisionador (iniciada en 2022 y que podría terminar a finales de este año) se calcula que se ha logrado doblar esa cantidad, pero la escala sigue siendo microscópica.
«Aunque el sueño de los alquimistas medievales se ha cumplido técnicamente, sus esperanzas de riqueza se verían una vez más frustradas», ironiza el centro de investigación, cuyos responsables indican que estas transformaciones elementales tienen un interés experimental, más que económico.
Choques y roces
La transmutación plomo-oro en el LHC se produce no exactamente en las colisiones directas entre núcleos del primero de estos metales, sino en las interacciones más frecuentes en las que éstos se «rozan» sin llegar a tocarse, creando intensos campos electromagnéticos en los que hay interacciones de fotones.
Cuando la colisión es más directa, los núcleos de plomo pueden convertirse en plasma de quarks y gluones, un estado de materia caliente y denso que se cree llenó el universo aproximadamente una millonésima de segundo después del Big Bang, dando origen a la materia que hoy conocemos.
Entre los siglos II y IV de nuestra era y hasta el surgimiento de la química moderna en el siglo XVIII, alquimistas de todas las épocas intentaron transformar otros metales en oro, y el plomo fue uno de los principales candidatos para este proceso llamado «crisopea», debido a su densidad similar a la del metal precioso.
La química moderna dejó claro que plomo y oro son elementos distintos incapaces de transmutarse, aunque más tarde la física nuclear matizó esta idea, al demostrar que los elementos pesados podían transformarse en otros mediante la desintegración radiactiva o en el laboratorio, bajo un bombardeo de neutrones o protones.
