Por siglos, la humanidad ha soñado con transformar metales comunes en oro, el preciado y escaso metal que ha simbolizado riqueza y poder. Los alquimistas dedicaron mucho tiempo a esta búsqueda, llamada crisopeya, sin éxito.
Sin embargo, ahora científicos de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en francés) han conseguido algo que parecía imposible: convertir núcleos de plomo en oro. Aunque en cantidades microscópicas y por un instante, este logro abre nuevas fronteras en la física nuclear y la comprensión de la materia.
Este sorprendente avance fue posible gracias al Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el acelerador de partículas más grande y potente del mundo. Ubicado en la frontera franco-suiza, el LHC normalmente choca protones a velocidades cercanas a la luz, pero en ciertas etapas del año cambia a un modo especial: colisiones de iones pesados de plomo.
El objetivo principal de estas colisiones es recrear un estado de la materia llamado plasma de quarks y gluones. Este plasma extremadamente caliente y denso se cree que existió solo durante microsegundos después del Big Bang, cuando el universo recién comenzaba. Estudiarlo permite a los físicos entender mejor cómo se formó la materia que conocemos.
Pero en vez de colisiones frontales directas, los científicos de la colaboración ALICE del CERN se centraron en otro fenómeno: los choques “de refilón”, donde los núcleos de plomo apenas se rozan sin colisionar directamente. En estos encuentros cercanos, surgen campos electromagnéticos intensos que provocan interacciones complejas, como la disociación electromagnética.
La disociación electromagnética ocurre cuando un fotón —partícula de luz— choca contra un núcleo atómico y excita sus componentes internos, haciendo que se expulsen protones o neutrones. En este caso particular, para transformar un núcleo de plomo (que tiene 82 protones) en uno de oro (con 79 protones), deben expulsarse tres protones.
Gracias a detectores avanzados, como los calorímetros de cero grados (ZDC), el equipo pudo identificar cuándo sucedían estas expulsiones específicas. Así, detectaron la creación de núcleos de oro durante estas colisiones “cercanas”, a una velocidad asombrosa de unas 89.000 partículas por segundo.
Sin embargo, el oro producido existe solo por una fracción de segundo antes de desintegrarse en otras partículas. En total, durante la segunda fase del LHC se produjeron cerca de 86 mil millones de núcleos de oro, que equivalen a solo 29 picogramos —una cantidad infinitesimal, mucho menor a un grano de polvo.
Aunque esta cantidad es insignificante para usos comerciales o industriales, el valor científico de esta transmutación es enorme. Estos experimentos permiten a los investigadores probar y mejorar modelos teóricos sobre la interacción electromagnética en núcleos atómicos, crucial para el funcionamiento óptimo del LHC y futuros aceleradores.
Marco Van Leeuwen, portavoz del proyecto ALICE, destacó la complejidad de medir simultáneamente eventos con miles de partículas y estos procesos mucho más sutiles con pocas partículas. Uliana Dmitrieva, otra investigadora, resaltó que este es el primer análisis sistemático de producción de oro en el LHC.
John Jowett, integrante del equipo, subrayó que estos avances ayudan a comprender mejor las pérdidas de haz, un factor que limita la eficiencia de los aceleradores. Esto es fundamental para mejorar futuros experimentos en física de partículas.
Así, aunque la humanidad no está aún a punto de fabricar joyas de oro en un laboratorio, la física nuclear moderna ha cumplido un sueño milenario: la transmutación del plomo en oro, aunque solo por un instante y en cantidades mínimas.
La alquimia dejó de ser un mito y se convierte en ciencia gracias a la precisión y poder tecnológico del LHC, demostrando que el futuro de la materia está en manos de la física de partículas y no en el esoterismo.
