Cientistas do CERN acidentalmente transformaram chumbo em ouro

Alquimia moderna! Cientistas transformam chumbo em ouro no Grande Colisor de Hádrons

Por  Victoria Corless  publicado em 13 de maio de 2025

Não havia muito ouro e ele não durou muito, mas os resultados ainda são impressionantes.

Durante séculos, os alquimistas sonharam em transformar chumbo em ouro — não por meio de magia, mas revelando o potencial oculto dos próprios metais. Embora seus métodos nunca tenham dado certo, os da ciência moderna finalmente deram.

Pesquisadores do  Grande Colisor de Hádrons  (LHC) — o maior e mais energético acelerador de partículas do mundo — observaram uma transmutação real de chumbo em ouro. Mas essa transformação não ocorreu por meio de colisões diretas, como observado anteriormente. Em vez disso, ela surgiu por meio de um novo mecanismo envolvendo interações quase-acidentes entre núcleos atômicos.

O  LHC  foi construído para acelerar partículas a  velocidades próximas à da luz . As colisões dessas partículas permitem aos cientistas estudar os  blocos de construção fundamentais da matéria  e explorar como o nosso universo é estruturado em suas menores escalas.

Embora informações vitais tenham sido coletadas dessas colisões frontais, a maioria dos encontros dentro do acelerador são indiretos. Nesses "quase acidentes", partículas passam próximas umas das outras sem fazer contato, mas geram campos eletromagnéticos tão intensos que podem desencadear reações nucleares inesperadas.

“O campo eletromagnético que emana de um núcleo de chumbo é particularmente forte porque o núcleo contém 82 prótons, cada um carregando uma carga elementar”, escreveram autoridades da Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (conhecida pela sigla em francês, CERN) em um  comunicado .

“Além disso, a altíssima velocidade na qual os núcleos de chumbo viajam no LHC (correspondente a 99,999993% da velocidade da luz) faz com que as linhas do campo eletromagnético sejam comprimidas em uma fina panqueca, transversal à direção do movimento, produzindo um pulso de fótons de curta duração”, acrescentaram.

Esse pulso pode desencadear um processo conhecido como dissociação eletromagnética, no qual um fóton interage com um núcleo, induzindo oscilações internas que ejetam nêutrons e fótons. No caso de um átomo de chumbo que passa, a perda de três prótons por esse processo resulta na  formação de ouro .

“É impressionante ver que nossos detectores podem lidar com colisões frontais que produzem milhares de partículas, ao mesmo tempo em que são sensíveis a colisões em que apenas algumas partículas são produzidas por vez, permitindo o estudo de processos de 'transmutação nuclear' eletromagnética”, disse Marco Van Leeuwen, porta-voz do projeto ALICE (A Large Ion Collider Experiment) no LHC, a equipe por trás dos novos resultados, na mesma declaração.

O trabalho “é o primeiro a detectar e analisar sistematicamente a assinatura da produção de ouro no LHC experimentalmente”, acrescentou Uliana Dmitrieva, da colaboração ALICE.

A equipe conseguiu identificar a perda de prótons não apenas associada à formação de ouro, mas também à produção de átomos de chumbo, tálio e mercúrio. Essa análise foi possível graças a um dispositivo chamado calorímetro de zero grau (ZDC), que detecta e conta as interações fóton-núcleo medindo as emissões resultantes.

A equipe relatou que o LHC pode produzir até 89.000 núcleos de ouro por segundo a partir de colisões de chumbo-chumbo. "A análise ALICE mostra que, durante a segunda fase do LHC (2015-2018), cerca de 86 bilhões de núcleos de ouro foram criados nos quatro principais experimentos", escreveram autoridades do CERN no comunicado.

No entanto, qualquer alquimista moderno que pretenda lucrar com isso pode se decepcionar. Isso corresponde a apenas 29 picogramas (2,9 × 10 -11  gramas) de material, e esses átomos de ouro têm vida extremamente curta. Eles são tão energéticos que imediatamente se chocam contra partes do LHC, como o tubo de feixe ou os colimadores, decompondo-se quase instantaneamente em  prótons , nêutrons e outras partículas. Como resultado, o ouro existe por apenas uma fração de segundo.

“Os resultados […] testam e melhoram modelos teóricos de dissociação eletromagnética que, além de seu interesse físico intrínseco, são usados ​​para entender e prever perdas de feixe que são um grande limite no desempenho do LHC e futuros aceleradores”, concluiu John Jowett, também da colaboração ALICE.

Fonte: Espaço

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Cientistas acidentalmente transformaram chumbo em ouro

Por Maggie Harrison Dupré
14 de maio, 10h35 EDT

Eles realizaram o “sonho dos alquimistas medievais”.

Goldfinger

Os gênios loucos do CERN conseguiram o que os alquimistas de antigamente nunca conseguiram: transformaram chumbo em ouro.

Conforme  detalhado em um artigo  publicado na semana passada no periódico  Physical Review C , pesquisadores trabalhando com o Grande Colisor de Hádrons (LHC) aniquilador de átomos da Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (CERN) acidentalmente transformaram humildes núcleos de chumbo em núcleos temporários de ouro.

Os pesquisadores fazem parte do projeto A Large Ion Collider Experiment (ALICE) do CERN, que, em termos simples, envolve cientistas colidindo partículas atômicas próximas à velocidade da luz em uma tentativa de replicar as condições que se seguiram ao Big Bang.

A descoberta, eles dizem, é um resultado incidental de suas experiências com colisões entre núcleos de chumbo, que contêm três prótons a mais que o ouro.

Às vezes, como explica o artigo, em vez de se chocarem diretamente, os íons se raspam. E quando isso acontece, a força combinada dos campos eletromagnéticos dos íons faz com que os núcleos de chumbo liberem três de seus prótons em um processo conhecido como dissociação eletromagnética, transmutando efetivamente um núcleo de chumbo em um de ouro nobre.

Flashes de ouro

Antes que alguém fique muito animado: os cientistas do CERN não estão dispostos a soltar a mão de Midas.

Conforme  relatado pela Nature  , os pesquisadores estimam que as colisões do LHC realizadas entre 2015 e 2018 resultaram em 86 bilhões de núcleos de ouro acidentais. Embora isso possa parecer muito ouro, não é — equivale a apenas cerca de 29 trilionésimos de grama, o que não vale quase nada.

Os núcleos também tiveram vida curta e provavelmente duraram apenas um microssegundo ou algo assim.

Essa também seria uma maneira extremamente ineficiente de tentar criar ouro a partir de chumbo em grande escala,  como  destacou o The Register  , considerando quanto  tempo, energia e dinheiro  são necessários para alimentar o LHC.

De qualquer forma, os pesquisadores estão considerando isso uma descoberta científica fascinante que pode abrir caminho para futuras experimentações.

“Compreender tais processos é crucial para controlar a qualidade e a estabilidade do feixe”, disse à Nature o físico Jiangyong Jia, da Universidade Stony Brook, que trabalhou no LHC  .

Embora os flocos de ouro possam ser temporários, o resultado é impressionante.

“A transmutação do chumbo em ouro é o sonho dos alquimistas medievais”, diz o artigo, “que se torna realidade no LHC”.