I fisici delle particelle ricavano l'oro dal piombo

Spektrum der Wissenschaft

17.5.2025

Traduzione: tradotto automaticamente

È il vecchio sogno dell'alchimia: trasformare i metalli comuni in oro. Un team di ricerca del CERN è riuscito a fare ciò che la "pietra filosofale" non è riuscita a fare, anche se solo per un breve momento.

» La pietra filosofale «che un tempo gli alchimisti cercavano non è in realtà una pietra, ma un acceleratore di particelle. Nel Large Hadron Collider (LHC) del CERN, vicino a Ginevra, in Svizzera, vengono regolarmente creati nuclei d'oro quando due nuclei di piombo accelerati quasi alla velocità della luce si mancano per un soffio. Un team di ricerca ha ora determinato quantitativamente la quantità di oro prodotta in questo processo. L'analisi mostra che circa 86 miliardi di nuclei d'oro sono stati creati nell'LHC tra il 2015 e il 2018. In termini di massa, tuttavia, ciò corrisponde ad appena 29 picogrammi.

La trasformazione del metallo di base piombo nel prezioso metallo oro era un sogno degli antichi alchimisti. Questo desiderio, noto come crisopea, potrebbe derivare dal fatto che il piombo grigio opaco, relativamente comune, ha una densità simile a quella dell'oro. Tuttavia, in seguito è emerso chiaramente che il piombo e l'oro sono due elementi chimici diversi e che non è possibile convertire l'uno nell'altro con metodi chimici.

Dalla metà del XX secolo e con l'avvento della fisica nucleare, tuttavia, è diventato chiaro che è effettivamente possibile trasformare gli elementi pesanti in altri utilizzando metodi fisici - sia naturalmente attraverso il decadimento radioattivo sia in laboratorio attraverso un bombardamento mirato con neutroni o protoni. Questo processo è chiamato trasmutazione. Nel 1980, il fisico nucleare Glenn Seaborg fu il primo a realizzare la trasmutazione del bismuto in oro.

Nell'LHC, i nuclei d'oro vengono creati quando due nuclei di piombo si mancano. Ciò innesca un processo noto come dissociazione elettromagnetica, in cui un fotone fa vibrare la struttura interna del piombo (un nucleo con 82 protoni). Questo provoca a sua volta l'espulsione di un piccolo numero di neutroni e protoni. Per produrre oro (un nucleo con 79 protoni), è necessario rimuovere tre protoni da un nucleo di piombo. I risultati del team di ricerca mostrano che l'esperimento ALICE nell'LHC produce attualmente un picco di 89.000 nuclei d'oro al secondo nelle collisioni piombo-piombo. Tuttavia, questi nuclei esistono solo per piccole frazioni di secondo, poiché decadono immediatamente in singoli protoni, neutroni e altre particelle a causa della loro elevata energia. Questo dimostra che Il sogno degli alchimisti può essersi tecnicamente realizzato, ma le speranze di arricchirsi con esso sono prossime allo zero.

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