Les alchimistes médiévaux étaient obsédés par l’idée de transformer le plomb en or, un concept connu sous le nom de chrysopéie. Mais ils ont peut-être eu plus de chance d’échanger la pierre philosophe d’un accélérateur de particules, suggèrent de nouveaux résultats.
Scientifiques à la Grand collisionneur de hadrons (LHC) à Cernprès de Genève, ont révélé que quelque 86 milliards de noyaux d’or ont été créés lors de la deuxième manche de l’accélérateur, entre 2015 et 2018 – le tout en fracant des atomes de plomb à 99,999993% la vitesse de la lumière.
Le résultat est une infime quantité d’or – s’élevant à seulement 29 trillions de gramme – qui entre ensuite le tuyau de faisceau et les fragments en fraction de seconde. Pourtant, même cette vie et la mort quasi instantanées sont apparues dans les détecteurs de la collaboration d’Alice (une grande expérience de collision ion).
« Il est impressionnant de voir que nos détecteurs peuvent gérer des collisions frontalières produisant des milliers de particules, tout en étant sensibles aux collisions où seules quelques particules sont produites à la fois, permettant l’étude de procédés électromagnétiques de » transmutation nucléaire « rares », » Marco van Leeuwenun porte-parole d’Alice, dit dans un communiqué.
S’appuyant sur les conjectures philosophiques d’Aristote, les alchimistes pensaient que les densités similaires de plomb et d’or étaient des signes que le plomb était « malade » et pouvait être guéri par la transmutation en or précieux. Bien qu’ils se trompent, les croyances des anciens alchimistes contenaient une pépite de vérité: les deux métaux sont très proches les uns des autres table périodiqueavec de l’or ayant 79 protons – seulement trois de moins que le plomb.
Cela signifie que les collisions de puissants accélérateurs de particules doivent déchirer seulement trois protons de plomb (aux côtés de certains neutrons) pour faire de l’or. Le rasage d’un ou deux protons, en revanche, crée respectivement du thallium et du mercure.
Pour quantifier ces métaux produits à l’intérieur du LHC, les physiciens ont utilisé des calorimètres à zéro hautement sensible d’Alice (ZDC), qui mesurent les protons et les neutrons en streaming à partir des milliards d’interactions de particules qui se produisent à l’intérieur du collisionneur à chaque seconde.
Les résultats ont montré que, bien qu’il soit produit moins fréquemment que le thallium ou le mercure, l’or est actuellement généré par la troisième exécution de l’expérience à un taux maximum d’environ 89 000 noyaux par seconde – près du double de la quantité produite par la course précédente, en raison de l’énergie accrue de la troisième série.
« Grâce aux capacités uniques des ZDC Alice, la présente analyse est la première à détecter et à analyser systématiquement la signature de la production d’or au LHC expérimentalement », » Uliana Dmitrievaa déclaré un physicien de la collaboration Alice, dans le communiqué.
« Les résultats testent et améliorent également les modèles théoriques de dissociation électromagnétique qui, au-delà de leur intérêt physique intrinsèque, sont utilisés pour comprendre et prédire les pertes de faisceau qui sont une limite majeure sur les performances du LHC et des futurs colliders », a ajouté John Jowettun autre physicien à l’expérience.
