În timpul experiențelor desfășurate la Large Hadron Collider (LHC), oamenii de știință au reușit să observe transformarea nucleelor de plumb în atomi de aur, un fenomen fizic rar care are loc în cadrul celui mai mare accelerator de particule din lume.
Detectorul ALICE (A Large Ion Collider Experiment), unul dintre principalele instrumente ale LHC, a fost proiectat pentru studierea Plasmei Quark-Gluon, o stare a materiei care a existat imediat după Big Bang.
Pentru reproducerea condițiilor extreme ale universului timpuriu, detectorul utilizează coliziuni între ioni grei de plumb la viteze apropiate de cea a luminii.
Procesul de transmutație nucleară observat implică transformarea atomilor de plumb, care conțin 82 de protoni în nucleu, în atomi de aur, care au 79 de protoni.
Această transformare are loc nu prin coliziuni directe, ci prin interacțiuni electromagnetice generate de câmpurile puternice din accelerator.
Când doi nuclei se apropie foarte mult unul de celălalt fără a se ciocni, câmpurile lor electromagnetice emit fotoni de intensitate mare care interacționează cu nucleele, ducând la ejectarea a până la trei protoni.
Folosind calorimetrele la zero grade ale detectorului ALICE, cercetătorii au putut măsura cu precizie acest proces. Din aproximativ 174 de miliarde de atomi de plumb aflați în fascicul, aproximativ 89.000 de nuclee de aur sunt produse în fiecare secundă.
Deși cantitatea este minimă, fenomenul are o importanță științifică considerabilă. Atomii de aur produși nu pot fi colectați, deoarece sunt proiectați cu viteză mare în pereții acceleratorului unde se fragmentează imediat.
Valoarea descoperirii constă în potențialul său de a îmbunătăți modelele teoretice ale disocierii electromagnetice, cruciale pentru optimizarea performanței LHC și a viitoarelor experimente de coliziune. Rezultatele complete ale acestui studiu au fost publicate în revista Physical Review C.
