El gran colisionador de Hadrones cumple el sueño de los alquimistas medievales y convierte el plomo en oro

El antiguo anhelo de los alquimistas medievales —transformar plomo en oro— ha dejado de ser una fantasía. Científicos del CERN, a través de la colaboración ALICE en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), han logrado recrear ese proceso milenario en el laboratorio. Según sus últimos resultados, las colisiones entre núcleos de plomo a altísimas energías generan, en condiciones extremas, diminutas partículas de oro, haciendo realidad un sueño que durante siglos perteneció al reino de lo imposible.

Aunque el plomo y el oro tienen densidades similares, son elementos profundamente distintos: el plomo contiene 82 protones en su núcleo, mientras que el oro tiene 79. Durante siglos, los alquimistas soñaron con transformar uno en otro, pero carecían de un medio para alterar la estructura nuclear de la materia. No fue hasta el siglo XX cuando la ciencia descubrió que los elementos podían transmutarse mediante reacciones nucleares, como el bombardeo de núcleos con neutrones o protones.

Hoy, el experimento ALICE del CERN ha encontrado una vía radicalmente nueva: las denominadas “casi colisiones” entre núcleos de plomo, en las que los núcleos no llegan a tocarse, pero generan intensos campos electromagnéticos capaces de modificar su estructura atómica.

En el Gran Colisionador de Hadrones, los núcleos de plomo son acelerados hasta alcanzar el 99,999993 % de la velocidad de la luz. A esas velocidades, los campos electromagnéticos que generan se aplastan en forma de “panqueques” que emiten breves pero intensos pulsos de fotones. Cuando dos de estos núcleos pasan muy cerca uno del otro, sus campos interactúan y provocan un fenómeno conocido como disociación electromagnética. En este proceso, un fotón puede golpear un núcleo de plomo y hacer que emita protones y neutrones. Si el núcleo pierde tres protones, se convierte en oro.

El detector ALICE, equipado con calorímetros de ángulo cero (ZDC), fue clave para registrar estas emisiones y calcular cuántos protones y neutrones se perdían en cada evento. El análisis reveló la formación de elementos más ligeros como talio (81 protones), mercurio (80) y, en menor medida, oro (79). Aunque escaso, el oro aparece a un ritmo asombroso: unas 89.000 unidades por segundo en el punto de colisión. Durante el segundo periodo operativo del LHC (2015–2018), se generaron unos 86 mil millones de núcleos de oro, lo que equivale a tan solo 29 picogramos. Gracias a mejoras técnicas, en la tercera fase (a partir de 2022), la producción se ha duplicado, aunque sigue siendo simbólica.

El impacto científico, sin embargo, es mucho mayor que el valor material. Como explicó Marco Van Leeuwen, portavoz de ALICE: Nuestros detectores pueden procesar miles de partículas en colisiones directas y, al mismo tiempo, capturar eventos raros, lo que nos permite estudiar las transformaciones nucleares". Este tipo de investigaciones no sólo confirman que la transmutación es posible, sino que también refinan los modelos teóricos sobre disociación electromagnética, lo que ayuda a entender mejor las pérdidas del haz en el LHC y a optimizar su rendimiento. Ulyana Dmitrieva destacó: "Por primera vez, hemos estudiado sistemáticamente la producción de oro en el Gran Colisionador de Hadrones, utilizando capacidades únicas". Por su parte, John Jowett subrayó que estos nuevos datos permiten mejorar los modelos que afectan directamente al desempeño de los colisionadores.

Eso sí, el oro no dura. Tras su fugaz aparición, los núcleos generados colisionan violentamente con las paredes del acelerador o con los colimadores, y se desintegran en protones, neutrones y otras partículas subatómicas. Su existencia apenas supera una fracción de segundo.

El sueño de los alquimistas se ha hecho realidad… pero no para llenar cofres: el oro que nace en el LHC es tan efímero como extraordinario.