Como cientistas conseguiram transformar chumbo em ouro

O sonho dos alquimistas do século XVII acaba de se tornar realidade pelas mãos de físicos do Superacelerador de Partículas (LHC) da Europa: transformar chumbo em ouro. A transmutação ocorreu por apenas uma fração de segundos e a um custo altíssimo, mas, de fato, aconteceu, como atesta um estudo publicado esta semana na Physical Review.

A transmutação aconteceu na Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (CERN), o principal laboratório europeu de física de partículas em Genebra, na Suíça, onde o LHC forçou a colisão de átomos de chumbo.

A alquimia é considerada até certo ponto a precursora da química moderna, mas ela envolvia também uma boa dose de misticismo e ocultismo. O maior sonho dos alquimistas era transformar o abundante chumbo no precioso ouro. Mas, o grande empecilho dessa transformação sempre foi a diferença no número de prótons dos dois elementos (são 82 no chumbo e 79 no ouro), o que torna impossível a transmutação por meio da química.

Os pesquisadores do CERN, então, conseguiram realizar a tão sonhada transformação ao provocar a colisão de feixes de átomos de chumbo viajando praticamente na velocidade da luz. Quando os átomos do chumbo passam um pelo outro, é formado um intenso campo eletromagnético que produz um pulso de energia capaz de fazer com que o núcleo do átomo expulse três prótons – transformando-se em ouro.

A transformação durou apenas um microssegundo – muito mais rápido do que um piscar de olhos e impossível de se ver a olho nu. O trabalho do CERN, no entanto, é o “primeiro a detectar e analisar de forma sistemática a assinatura do ouro na produção do LHC”, nas palavras de Uliana Dmitrieva, uma especialista em física de partículas.

O experimento foi repetido diversas vezes entre 2015 e 2018. Durante esse período foram criados cerca de 86 bilhões de núcleos de ouro, o que corresponde a apenas 29 trilionésimos de grama. A grande maioria desses átomos de ouro era instável e durou cerca de um microssegundo antes de se fragmentar e deixar de ser ouro.

Um outro superacelerador de partículas do CERN, o SPS, já havia conseguido transformar chumbo em ouro em experimentos realizados entre 2002 e 2004, segundo Jangyong Jia, um físico da Universidade Stony Brook, em Nova York, que participou do trabalho. Mas, o experimento mais recente tem mais probabilidade de ser bem sucedido e permite uma observação melhor, ele acrescentou.

Os pesquisadores do CERN não planejam começar a produzir ouro, mas afirmam que a compreensão de como os prótons podem alterar um núcleo vai ajudar na própria performance do LHC.

“Entender esse processo é crucial para controlar a qualidade dos feixes e a estabilidade do processo”, disse Jia.