Dans une avancée remarquable, des physiciens du CERN ont réussi à transformer du plomb en or, réalisant ainsi un rêve ancien des alchimistes. Cette transmutation, bien que fugace et en quantités infimes, a été observée lors d’expériences menées avec le Grand collisionneur de hadrons (LHC). Cette prouesse illustre les capacités exceptionnelles des technologies modernes en physique des particules.
Une transmutation atomique observée au LHC
Entre 2015 et 2018, lors de la deuxième phase d’exploitation du LHC, les chercheurs ont observé la formation de noyaux d’or à partir de collisions d’ions de plomb à des vitesses proches de celle de la lumière. Ces interactions, analysées par l’expérience ALICE (A Large Ion Collider Experiment), ont révélé la création d’environ 86 milliards de noyaux d’or, correspondant à une masse totale de seulement 29 picogrammes. Ces noyaux, extrêmement instables, se désintègrent presque instantanément après leur formation.
Le processus repose sur la proximité entre le plomb (82 protons) et l’or (79 protons) dans le tableau périodique. Lors de collisions périphériques, les champs électromagnétiques intenses peuvent provoquer l’éjection de trois protons d’un noyau de plomb, le transformant ainsi en or. Cette méthode, bien que connue théoriquement, n’avait jamais été mesurée de manière aussi précise auparavant.
Une prouesse technologique et scientifique
L’expérience ALICE a utilisé des calorimètres spéciaux pour détecter ces événements rares. Selon Uliana Dmitrieva, physicienne au sein de la collaboration ALICE, cette analyse est la première à détecter et analyser systématiquement la signature de la production d’or au LHC.
Le taux de production actuel atteint environ 89 000 noyaux d’or par seconde, un chiffre impressionnant mais insuffisant pour une utilisation pratique. Marco van Leeuwen, porte-parole d’ALICE, souligne que les détecteurs peuvent gérer des collisions produisant des milliers de particules tout en étant sensibles à des processus électromagnétiques rares.
Implications et perspectives futures
Bien que la quantité d’or produite soit négligeable, cette découverte a des implications significatives pour la physique nucléaire. Elle permet de tester et d’améliorer les modèles théoriques de dissociation électromagnétique, essentiels pour comprendre les pertes de faisceaux qui limitent les performances du LHC et des futurs accélérateurs.
Cette avancée rappelle que des processus autrefois considérés comme mythiques peuvent être réalisés grâce aux technologies modernes, même s’ils ne sont pas exploitables commercialement. Elle ouvre également la voie à de nouvelles recherches sur les interactions nucléaires et la structure de la matière.
Une alchimie moderne : entre mythe et réalité
La transformation du plomb en or, longtemps considérée comme un mythe alchimique, est devenue une réalité scientifique, bien que fugace et symbolique. Cette réalisation met en lumière la capacité de la science moderne à explorer des phénomènes complexes et à repousser les limites de notre compréhension de l’univers. Elle illustre également comment des idées anciennes peuvent inspirer des recherches innovantes, transformant des rêves ancestraux en découvertes concrètes.
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