La transmutation du plomb en or observée au LHC
Depuis des siècles, les alchimistes rêvaient de transformer le plomb en or – non pas grâce à la magie, mais en débloquant le potentiel caché des métaux eux-mêmes. Alors que leurs méthodes n’ont jamais abouti, celles de la science moderne ont finalement réussi.
Une observation au Large Hadron Collider
Les chercheurs du Large Hadron Collider (LHC) – le plus grand et le plus puissant accélérateur de particules au monde – ont observé une transmutation réelle du plomb en or. Cette transformation n’est pas survenue à la suite de collisions directes, mais a émergé à travers un nouveau mécanisme impliquant des interactions de quasi-collision entre les noyaux atomiques.
L’importance des rencontres rapprochées
Le champ électromagnétique émanant d’un noyau de plomb est particulièrement fort en raison de la présence de 82 protons, chacun portant une charge élémentaire, ont écrit des responsables de l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (connue sous son acronyme français, le CERN) dans une déclaration.
Le rôle de la vitesse
De plus, la très grande vitesse à laquelle les noyaux de plomb se déplacent dans le LHC (correspondant à 99,999993% de la vitesse de la lumière) fait que les lignes de champ électromagnétique sont écrasées en une fine galette, transversalement à la direction du mouvement, produisant une impulsion de photons de courte durée.
La formation de l’or et des autres éléments
Cette impulsion peut déclencher un processus appelé la dissociation électromagnétique, au cours duquel un photon interagit avec un noyau, induisant des oscillations internes qui éjectent des neutrons et des photons. Dans le cas d’un atome de plomb en passage, la perte de trois protons par ce processus aboutit à la formation d’or.
Une détection impressionnante
Il est impressionnant de voir que nos détecteurs peuvent gérer des collisions frontales produisant des milliers de particules, tout en étant sensibles aux collisions où seules quelques particules sont produites à la fois, permettant l’étude des processus de transmutation nucléaire électromagnétique, a déclaré Marco Van Leeuwen, porte-parole du projet ALICE (A Large Ion Collider Experiment) au LHC.
Les résultats expérimentaux
Le travail est le premier à détecter et analyser de manière systématique la signature de la production d’or au LHC expérimentalement, a ajouté Uliana Dmitrieva de la collaboration ALICE. L’équipe a pu identifier la perte de protons non seulement associée à la formation d’or, mais également à la production de plomb, de thallium et de mercure.
Les limites de la transmutation
Cependant, tout alchimiste moderne espérant en tirer profit pourrait être déçu. Cela correspond à seulement 29 picogrammes (2,9 × 10-11 grammes) de matériau, et ces atomes d’or sont extrêmement éphémères.
Les implications théoriques
Les résultats testent et améliorent les modèles théoriques de la dissociation électromagnétique qui, au-delà de leur intérêt physique intrinsèque, sont utilisés pour comprendre et prédire les pertes de faisceau qui limitent considérablement les performances du LHC et des futurs collisionneurs, a conclu John Jowett, également de la collaboration ALICE.
