Non è magia! Il CERN ha trasformato per la prima volta il piombo in oro (il sogno degli alchimisti)

Per secoli, gli alchimisti hanno dedicato la vita a un sogno impossibile: trasformare il piombo in oro. Un sogno fatto di formule segrete, simboli arcani e pietre filosofali. Oggi, quel sogno è diventato realtà. Non nei sotterranei fumosi di qualche castello medievale, ma nel cuore del laboratorio scientifico più avanzato del pianeta, il CERN. E no, non c’è nulla di magico: è tutto merito della fisica nucleare.

Durante uno degli esperimenti condotti al Large Hadron Collider, l’enorme anello sotterraneo lungo 27 km al confine tra Francia e Svizzera, un gruppo di ricercatori è riuscito a osservare per la prima volta la nascita diretta e misurabile di atomi d’oro. Tutto è avvenuto in una frazione di secondo, quando due ioni di piombo lanciati a velocità prossime a quella della luce si sono sfiorati senza scontrarsi. Un evento rarissimo, ma potentissimo.

Questa “quasi-collisione” ha generato un campo elettromagnetico così forte da espellere esattamente tre protoni dal nucleo dell’atomo di piombo (che ne ha 82). Risultato? Un nuovo atomo con 79 protoni. E 79 è il numero atomico dell’oro.

Oro nato dal nulla: una manciata di atomi per volta, ma con un valore scientifico immenso

Le collisioni osservate rientrano in una categoria chiamata collisioni ultraperiferiche, in cui gli atomi non si scontrano frontalmente ma si sfiorano come due automobilisti che si evitano per un soffio. E proprio in questi “sfioramenti”, la natura mostra il suo lato più spettacolare. I fotoni prodotti sono così carichi di energia da modificare la struttura dei nuclei atomici, trasformando – davvero – il piombo in oro.

Durante il Run 2 del LHC (2015-2018), si formavano circa 89.000 atomi d’oro al secondo. Con l’energia aumentata nel successivo Run 3, il numero è raddoppiato: 178.000 atomi al secondo. Una cifra impressionante, ma ancora lontanissima da ciò che servirebbe per ottenere anche solo una pepita. Basta pensare che in un solo grammo d’oro ci sono più di 3.000 miliardi di miliardi di atomi.

Inoltre, questi atomi non durano quasi nulla. Appena formati, viaggiano a velocità estreme e si distruggono in pochissimo tempo, spezzandosi in frammenti subatomici. Nessuna speranza, quindi, di raccoglierli in lingotti o trasformarli in gioielli. Ma quello che valgono, è in conoscenza.

Come si misura un miracolo scientifico? Con la precisione di ALICE e la pazienza della ricerca

Dietro questa scoperta non c’è solo la bellezza dell’esperimento, ma anche una straordinaria precisione nel rilevare l’impercettibile. A occuparsi della misurazione è stato l’esperimento ALICE (A Large Ion Collider Experiment), progettato per studiare lo “sciame” di particelle che emerge dopo le collisioni nucleari.

Ma nel caso di queste collisioni non-collisioni, non si trattava di analizzare migliaia di particelle: bisognava concentrarsi su poche, piccolissime espulsioni di protoni e neutroni. Ed è qui che entra in gioco uno strumento fondamentale: i Zero Degree Calorimeters (ZDCs). Posizionati lontano dal punto di impatto, sono riusciti a rilevare gli eventi in cui uno, due o tre protoni venivano espulsi da un nucleo di piombo. Così si è potuto identificare non solo l’oro (79 protoni), ma anche il tallio (81) e il mercurio (80).

Insomma, una vera e propria alchimia moderna, fatta di acceleratori, particelle e strumenti finissimi. E no, non renderà nessuno più ricco. Ma ci avvicina sempre di più alla comprensione dell’Universo.

L’oro non serve a fare gioielli, ma a svelare i segreti più profondi della materia

Il CERN non sta per aprire una gioielleria, e nessuno sta cercando di produrre oro da vendere. Ma questa scoperta ha un’importanza gigantesca: ci permette di capire come si comporta la materia quando viene spinta ai suoi limiti estremi. Queste osservazioni aiutano anche a migliorare i sistemi di controllo dei fasci di particelle e a evitare interruzioni costose nelle future sperimentazioni.

In un certo senso, il sogno degli alchimisti è stato realizzato. Non con magia e mistero, ma con scienza e pazienza. E forse, anche loro – davanti a questa scoperta – avrebbero sorriso.

Non vuoi perdere le nostre notizie?

• Iscriviti ai nostri canali Whatsapp e Telegram
• Siamo anche su Google News, attiva la stella per inserirci tra le fonti preferite

Fonte: CERN

Ti potrebbe interessare anche: 

• Hanno appena risolto un mistero matematico lungo 125 anni che unisce 3 importanti teorie della fisica
• Il tempo può scorrere anche all’indietro? La sorprendente scoperta della fisica quantistica
• Il genio “dimenticato” che risolse uno dei problemi matematici più difficili del mondo rinunciando a 1 milione di dollari di ricompensa
• Scienziati scrivono la formula matematica dell’addio che svela perché le storie d’amore finiscono
• Teorema pitagorico trovato su una tavoletta babilonese di mille anni prima della nascita di Pitagora
• Svelati i modelli matematici nascosti nella musica di Bach: ecco perché ci piace così tanto