Saiba como funciona acelerador de partículas em que chumbo vira ouro

Sonho de muitos alquimistas no passado, a transformação de metais comuns em ouro se tornou realidade. Após anos de experimentos, pesquisadores do laboratório da Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (Cern, em inglês) conseguiram produzir ouro ao colidir núcleos de chumbo no acelerador de partículas Grande Colisor de Hádrons (LHC, em inglês). O LHC é considerado o maior e mais potente acelerador de partículas do mundo — ele entrou em operação em 2008 e está localizado na fronteira entre a França e a Suíça.

Para realizar a descoberta da transformação de chumbo em outro, os pesquisadores da Cern utilizaram um calorímetro de zero grau (ZDCs) do experimento Alice afim de detectar nêutrons livres e determinar quantos núcleos de ouro foram gerados.

“Graças às capacidades únicas dos ZDCs do experimento Alice, a presente análise é a primeira a detectar e analisar sistematicamente a assinatura da produção de ouro no LHC experimentalmente”, explica a física Uliana Dmitrieva, da colaboração Alice no Cern, em comunicado.

Como funciona o acelerador de partículas

O Grande Colisor Hádrons funciona a partir da aceleração de partículas, geralmente prótons, em velocidades extremamente altas. Em seguida, a máquina colide os elementos uns com os outros afim de estudar essas interações e criar novas partículas, como no caso da transformação de chumbo em ouro.

As pequenas partículas passam por um anel de 27 quilômetros de comprimento composto de ímãs supercondutores com várias estruturas de aceleração para aumentar a energia das partes do átomo durante o caminho.

Para entrar em estado de supercondutor, os ímãs que guiam as partículas são resfriados a temperaturas extremamente baixas (-271,3ºC), minimizando a resistência eletrética. As colisões entre as partículas ocorrem em diferentes pontos do anel. Após baterem umas com as outras, elas criam novas partículas, que são rastreadas e analisadas por cientistas do mundo inteiro.

No caso do chumbo, o processo aconteceu quando dois núcleos do elemento químico passaram muito perto um do outro no LHC, a uma velocidade de quase 99,999993% a da luz, e os campos eletromagnéticos deles geraram pulsos de fótons. Com a explosão de prótons e nêutrons, a identidade do elemento foi alterada. Como o número de prótons foi ajustado para 79, o átomo resultante foi da molécula de ouro.

O chumbo tem 82 prótons e, quando perde partículas, pode se transformar em ouro (79 prótons), tálio (81 prótons) e mercúrio (80 prótons).

Apesar de ser uma descoberta incrível, a transformação de chumbo em ouro é um procedimento caro, pouco eficiente e gera quantidades mínimas do famoso elemento. Para achar ouro, a mineração tradicional ainda é o método mais recomendado.

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