En el Gran Colisionador de Hadrones, físicos de CERN han logrado la alquimia moderna al transformar núcleos de plomo en oro por una fracción de segundo. El hallazgo, publicado en Physical Review Journals, podría afinar el control de haces de partículas y abrir nuevas fronteras en la física de aceleradores
En el túnel de 27 kilómetros bajo la frontera franco-suiza, haces de iones de plomo se precipitan casi a la velocidad de la luz. Cada tanto, al rozarse en un estrecho paso —sin colisionar de lleno— sus campos electromagnéticos desencadenan pulsos de energía tan intensos que arrancan tres protones de uno de los núcleos. El resultado es fugaz y espectacular: un núcleo de oro, válido por apenas una millonésima de segundo antes de desintegrarse de nuevo en otras partículas.
Este prodigio se produce de manera rutinaria en el experimento ALICE del Large Hadron Collider (LHC) de CERN, el mismo laboratorio donde los aceleradores se propusieron alcanzar la «piedra filosofal» de los alquimistas del siglo XVII. «Es la primera vez que detectamos y analizamos sistemáticamente la firma de producción de oro en el LHC», afirma Uliana Dmitrieva, investigadora de ALICE.
En el estudio, publicado el 7 de mayo en Physical Review Journals, el equipo revisó datos de las corridas de 2015 a 2018 y estimó que se generaron 86 000 000 000 de núcleos de oro, equivalentes a apenas 29 billonésimas de gramo. Pese a su ínfimo peso, estas cifras confirman un fenómeno real y medible, hasta ahora invisible en otros detectores del colisionador.
Las colisiones «casi rozantes» entre iones de plomo no son un accidente: ocurren cuando los haces se cruzan sin impactar frontalmente, aprovechando el campo electromagnético de cada partícula como si fuera un martillo invisible. Jiangyong Jia, de la Universidad de Stony Brook, recuerda que en otro acelerador de CERN —el SPS— ya se había observado esta transmutación entre 2002 y 2004, pero el LHC opera a energías mucho mayores, con probabilidades de generar oro más altas y condiciones de medición mucho más limpias.
Más allá de la alquimia
Aunque producir oro no está en la agenda de rentabilizar el LHC —ni sería viable económicamente—, el hallazgo tiene implicancias técnicas valiosas. Comprender cómo los fotones virtuales en el campo electromagnético pueden inducir la expulsión de protones ayudará a conocer mejor los procesos de interacción entre núcleos y, por ende, a mejorar la calidad y estabilidad de los haces. «Entender estos mecanismos es crucial para controlar la calidad y estabilidad del haz», subraya Jia.
En última instancia, más allá de su romanticismo científico, el «toque de Midas» del CERN demuestra una vez más la potencia de los aceleradores de partículas para reproducir fenómenos de la naturaleza a escalas extremas y fugaces. Y, como dice Severine Rosat, del CNRS francés, «si podemos detectar estos cambios sutilísimos en el núcleo de la Tierra, cuánto más no podremos refinar los experimentos en los colisionadores más grandes del mundo».
Traducido y redactado por Daniel Ventuñuk
En base al artículo de Elizabeth Gibney en Nature
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