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Dall’alchimia alla scienza: il CERN trasforma il piombo in oro!
Il sogno degli alchimisti diventa realtà nell’acceleratore di particelle di Ginevra. Grazie alla fisica, il metallo vile si è davvero trasformato in quello nobile, anche se solo per un microsecondo. Una dimostrazione che il futuro potrebbe riservare ancora incredibili sorprese.
Nel corso dei secoli, l’idea di trasformare il piombo in oro ha alimentato sogni, leggende e ossessioni. Gli alchimisti del Medio Evo ci hanno provato con ogni mezzo, alla ricerca della leggendaria pietra filosofale che avrebbe dovuto compiere la trasmutazione e garantire ricchezza eterna. Quello che sembrava un sogno impossibile, oggi si è invece realizzato, non per magia ma grazie alla scienza. E più precisamente nel cuore del CERN di Ginevra, il laboratorio europeo di fisica delle particelle.
Una trasmutazione possibile
L’acceleratore LHC (Large Hadron Collider), il più grande e potente al mondo, ha dimostrato che la trasmutazione è possibile, anche se ben lontana dalla visione degli antichi. Dal 2015, in diversi cicli di attività, i nuclei di piombo sono stati accelerati a velocità incredibili, vicine a quelle della luce. Ogni secondo, 89.000 nuclei di piombo si sono trasformati in oro. In totale, il processo ha portato alla formazione di 86 miliardi di nuclei d’oro. Una cifra enorme, ma che corrisponde a soli 29 trilionesimi di grammo. Non esattamente il bottino che potrebbe arricchire gli scienziati del CERN.
Il futuro prossimo
La scienza, tuttavia, non è interessata alle ricchezze materiali. L’esperimento ha dimostrato un principio fondamentale. Ovvero che l’oro può davvero essere creato da un elemento più pesante attraverso un processo di decadimento indotto dalla luce, cioè i fotoni. “L’antico sogno della trasmutazione chimica in oro degli alchimisti è stato realizzato dalla scienza,” ha spiegato Chiara Oppedisano, ricercatrice dell’INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare), che ha contribuito allo studio.
Dal Bosone di Higgs alla trasmutazione
Per capire come è avvenuta la trasformazione, bisogna immaginare il comportamento dei nuclei di piombo quando vengono accelerati nel LHC. Normalmente, il colossale acceleratore è utilizzato per studiare le collisioni tra protoni. Nel 2012, proprio qui è stato scoperto il famoso Bosone di Higgs, la particella chiave per comprendere la struttura fondamentale dell’universo. Ma per alcune settimane all’anno, invece dei protoni, vengono impiegati i nuclei di piombo, analizzati dal rivelatore ALICE, che ha appena pubblicato i risultati di questa incredibile trasformazione.
Il piombo diventa oro per sottrazione
Il meccanismo della trasmutazione segue una logica molto diversa da quella degli alchimisti medievali. Piombo e oro sono effettivamente legati, vicini nella tavola periodica. Il piombo ha numero atomico 82, mentre l’oro 79. Accelerando i nuclei di piombo al 99,999993% della velocità della luce, si sviluppa un fortissimo campo elettromagnetico, un alone che genera fotoni. Se due nuclei di piombo si scontrano direttamente, il loro impatto è studiato per rivelare nuove particelle. Ma se si sfiorano, allora accade qualcosa di straordinario. I fotoni vengono assorbiti dal nucleo vicino, che in risposta espelle uno, due o tre protoni. Ed è proprio questo il segreto della trasmutazione. Perdendo un protone, il piombo diventa tallio. Perdendone due, si trasforma in mercurio. E quando ne perde tre, il sogno degli alchimisti prende vita: il piombo diventa oro.
La trasformazione, nota come crisopea, è quindi un processo fisico estremamente sofisticato, che richiede conoscenze di relatività e fisica delle particelle, oltre a strumenti all’avanguardia come LHC. Non basta un crogiolo o la pietra filosofale: serve la scienza, con la sua precisione e la sua capacità di indagare i segreti della materia.