La science transforme avec succès le plomb en or

Les expériences du LHC ne produisent pas de gros morceaux d'or, mais certaines particules du faisceau d'ions plomb peuvent se transformer en or en une microseconde environ (Photo : Getty).

Le rêve des alchimistes du XVIIe siècle a été réalisé par les physiciens du Grand collisionneur de hadrons (LHC) lorsqu'ils ont transformé le plomb en or, bien qu'en une fraction de seconde et à un coût élevé.

Le processus se déroule à l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN), qui abrite la machine LHC, d'une valeur de plusieurs milliards de dollars, qui fait entrer en collision des ions de plomb.

Les chimistes de l’Antiquité espéraient autrefois transformer l’élément abondant qu’est le plomb en or rare. Cependant, la différence de nombre de protons entre les deux éléments (82 pour le plomb et 79 pour l'or) rend cette opération impossible à réaliser par les méthodes chimiques conventionnelles.

Des chercheurs du CERN y sont parvenus en dirigeant des faisceaux d’ions de plomb les uns vers les autres, se déplaçant à une vitesse proche de celle de la lumière. Parfois, ces ions se frôlent au lieu d’entrer en collision frontale.

Lorsque cela se produit, le puissant champ électromagnétique entourant un ion peut créer une impulsion d’énergie, stimulant le noyau de plomb entrant pour qu’il éjecte trois protons – et le transforme en or.

Détecteur ALICE au CERN (Photo : CERN).

L'expérience ALICE du LHC a permis de séparer ces cas mutants des débris de collision plus gros. Dans une analyse publiée le 7 mai dans la revue Physical Review, l'équipe a calculé qu'entre 2015 et 2018, les collisions au LHC ont produit 86 milliards de noyaux d'or, soit l'équivalent d'environ 29 billions de gramme.

La plupart de ces atomes d’or instables et rapides n’existent que pendant environ 1 microseconde avant de heurter l’équipement expérimental ou de se briser en d’autres particules.

De l'or est créé à chaque collision de faisceaux de plomb au LHC, mais ALICE est la seule expérience dotée de détecteurs configurés pour détecter ce processus.

« Cette analyse est la première fois qu’une signature de production d’or au LHC est détectée expérimentalement et analysée systématiquement », a déclaré Uliana Dmitrieva, physicienne et membre de la collaboration ALICE.

Selon Jiangyong Jia, physicien à l'Université Stony Brook de New York, un autre accélérateur du CERN appelé SPS a observé la transformation du plomb en or de 2002 à 2004. Cependant, a-t-il ajouté, les dernières expériences au LHC ont des énergies plus élevées, sont beaucoup plus susceptibles de produire de l'or et ont des observations plus claires.

Les chercheurs du CERN n’ont pas l’intention de produire de l’or comme activité secondaire. Au lieu de cela, ils affirment qu'une meilleure compréhension de la façon dont les photons peuvent modifier les noyaux les aidera à améliorer les performances du LHC.

« Comprendre ces processus est important pour contrôler la qualité et la stabilité des faisceaux d’accélérateurs de particules », a déclaré Jia.

Source : https://dantri.com.vn/khoa-hoc/khoa-hoc-thanh-cong-bien-chi-thanh-vang-20250510225039126.htm