L’alchimie n’est plus seulement une affaire de légendes médiévales. Une équipe de scientifiques de l’expérience ALICE au Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN a observé avec succès la transmutation du plomb en or grâce à un mécanisme nucléaire quantique.
Même si les résultats ne nous permettront pas de fabriquer des bijoux ou de remplir des coffres aux trésors, cette avancée marque une étape symbolique et scientifique dans le rêve séculaire de l’alchimie : transformer les métaux de base en métaux précieux.
La recherche, publiée dans Physical Review Journals , détaille comment les collisions à très haute énergie entre des noyaux de plomb, qui se frôlent presque sans entrer en collision complète, génèrent des champs électromagnétiques intenses.
Ces champs peuvent extraire des protons des noyaux de plomb, les transformant en atomes d’or, bien qu’ils aient une durée de vie extrêmement courte. Pour que cette transmutation se produise, trois protons doivent être expulsés du noyau de plomb (qui possède 82 protons) pour le convertir en or (qui en possède 79).
Ces interactions, appelées dissociations électromagnétiques, se produisent au milieu d’une tempête de particules et d’énergie qui reproduit, à l’échelle subatomique, des conditions similaires à celles de l’univers primitif.
« Il est impressionnant que nos détecteurs puissent étudier à la fois les collisions violentes impliquant des milliers de particules et ces processus rares dans lesquels seules quelques-unes sont libérées », a déclaré Marco Van Leeuwen, porte-parole d’ALICE.
Les chercheurs ont utilisé des détecteurs spécialisés, appelés calorimètres à zéro degré (ZDC), pour mesurer les interactions dans lesquelles le plomb se transforme en d’autres éléments : le thallium, le mercure et, occasionnellement, l’or.
Bien que de telles transmutations soient extrêmement rares, les données du LHC indiquent qu’au cours de sa deuxième phase d’exploitation (2015-2018), environ 86 milliards de noyaux d’or ont été générés, soit l’équivalent de seulement 29 picogrammes. Avec la phase actuelle ( Run 3 ), ce chiffre a déjà doublé.
Cependant, ces quantités sont si infimes qu’elles sont invisibles à l’œil humain et extrêmement fugaces : les noyaux d’or se désintègrent presque immédiatement lors de l’impact avec les parois de l’accélérateur.
Au-delà du symbolisme alchimique, la découverte a des applications pratiques.
Il permet d’affiner les modèles théoriques qui prédisent comment les faisceaux de particules perdent de l’énergie dans les accélérateurs, ce qui est crucial pour les performances du LHC et la conception des futurs collisionneurs.
En d’autres termes, bien que les alchimistes rêvaient de richesses éternelles, aujourd’hui « l’alchimie moderne » nous offre quelque chose de plus précieux : un aperçu profond des secrets de la matière et de l’univers lui-même.
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