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Il più grande acceleratore di particelle del mondo, il Large Hadron Collider del Cern, ha realizzato il sogno degli alchimisti: trasformare il piombo in oro. Ma l’oro prodotto è esistito solo per frazioni di secondo prima di frammentarsi in protoni e neutroni, una dinamica osservata dai rilevatori dell’esperimento Alice e descritta per la prima volta in dettaglio nello studio pubblicato sulla rivista Physical Review C.
Per secoli si ritenne che piombo e oro fossero in qualche modo due forme differenti dello stesso materiale, o che in qualche modo fossero connessi, e per questo si riteneva possibile riuscire a trasformare l’uno nell’altro, ma senza successo. Solo nel ‘900, con la comprensione della struttura dell’atomo, si comprese la differenza tra i due elementi, i cui nuclei differivano per il numero di protoni, 82 nel piombo e 79 nell’oro. Ma accelerando i loro nuclei a velocità vicinissime a quelle della luce i ricercatori di Lhc sono riusciti in questi anni a fare quel che inseguivano gli alchimisti, una trasformazione che ora è stata analizzata in dettaglio grazie ai sensibilissimi strumenti di Alice, uno dei 4 grandi rilevatori che si trovano lungo il percorso di Lhc.
Producendo sui nuclei di piombo delle reazioni dette interazioni fotone-nucleo, è stato possibile ‘espellerne’ alcuni protoni producendo così nuclei di tallio, mercurio e oro a partire dal piombo. Reazioni che sono state prodotte in più occasioni, sia durante la cosiddetta seconda Run di Lhc, ossia la prima sessione di attività del grande acceleratore avvenuta tra il 2015 e il 2018, sia nella terza Run. Si stima che nella prima occasione siano stati creati circa 86 miliardi di nuclei d'oro e oltre il doppio nel secondo, un quantitativo apparentemente alto ma che corrisponde a pochi miliardesimi di grammo. Inoltre, quei nuclei sono durati pochi istanti prima di frammentarsi in una sorta di pioggia di singoli protoni e neutroni.
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