Per secoli, gli alchimisti hanno cercato invano la formula per trasformare il piombo in oro. Oggi, quella che fu un sogno è divenuto realtà, anche se solo per pochi istanti. E no, non c’entrano misture magiche, ma la scienza moderna. Gli scienziati dell’esperimento ALICE al CERN di Ginevra hanno osservato per la prima volta la formazione di atomi d’oro a partire da nuclei di piombo durante esperimenti nel più potente acceleratore di particelle del mondo.
Di solito al CERN si fanno scontrare frontalmente i nuclei degli atomi, ma in questo caso i ricercatori hanno fatto passare due nuclei di piombo molto vicini, senza farli toccare. Correndo quasi alla velocità della luce, questi nuclei generano campi elettromagnetici fortissimi, come se si scambiassero lampi di energia (fotoni). Questi lampi possono cambiare la struttura del nucleo, facendogli perdere alcune particelle. Questo fenomeno si chiama dissociazione elettromagnetica.
Nel caso specifico, l’interazione ha portato all’espulsione di tre protoni da alcuni nuclei di piombo, i quali ne contengono 82. Rimuovendone tre, si ottiene un nucleo con 79 protoni: l’oro. È così che, grazie a una sorta di alchimia nucleare, l’impossibile è diventato osservabile.
La produzione di oro non è affatto casuale. Il team ha utilizzato i calorimetri a zero gradi (ZDC) dell’esperimento ALICE per contare con precisione quanti protoni e neutroni venivano espulsi in ciascuna interazione. In particolare, la produzione di oro è associata all’espulsione di tre protoni e almeno un neutrone. Oltre all’oro, sono stati rilevati anche altri elementi vicini come tallio e mercurio, formati da perdite di uno o due protoni.
In termini pratici, questa produzione equivale a soli 29 picogrammi di oro — milioni di volte meno della massa di un granello di sabbia. Anche considerando i miglioramenti introdotti durante il Run 3 (in corso), che hanno quasi raddoppiato l’efficienza, la quantità rimane simbolica e ben lontana dall’avere qualsiasi valore commerciale. Nessuna possibilità, quindi, di fabbricare gioielli con l’oro del CERN. I dati raccolti, però, permettono di migliorare i modelli che spiegano come i nuclei si modificano quando vengono colpiti da forti campi elettromagnetici. Questo è utile non solo per capire meglio come è fatto l’atomo, ma anche per controllare meglio il funzionamento del CERN e degli acceleratori del futuro, evitando che le particelle vadano “perse” durante gli esperimenti.
