Piombo trasmutato in oro al “collider” (CERN) di Ginevra. Ma, al momento, non c’è modo di arricchirsi!


Nei laboratori sotterranei del CERN di Ginevra, si è materializzato l’antico sogno degli alchimisti: trasformare il piombo in oro. Certo, non grazie a misteriose pozioni o incantesimi, ma mediante sofisticati campi elettromagnetici prodotti da nuclei di piombo lanciati quasi alla velocità della luce. L’esperimento, condotto dal rivelatore ALICE all’interno del Large Hadron Collider, ha sfruttato collisioni “al largo” – dette near-miss – in cui i nuclei, pur senza urtarsi frontalmente, interagiscono attraverso impulsi di fotoni così intensi da strappare tre protoni dal guscio di piombo. In questo istante brevissimo ed effimero, ogni particella danneggiata assume la configurazione di oro, offrendo un’istantanea di transmutazione nucleare che riecheggia la leggenda della Pietra Filosofale.

L’analisi dei dati, raccolti nei mesi scorsi durante le sessioni di Run 2 e confermati ai primi test del nuovo Run 3, ha mostrato che il ritmo di creazione di nuclei auriferi supera ottantamila unità al secondo, per un totale stimato di circa ottantasei miliardi di atomi d’oro prodotti nel corso dell’intero ciclo sperimentale. Nonostante il numero impressioni, la massa complessiva raggiunta non supera poche decine di picogrammi, quantità dunque scientificamente rilevante e dal forte valore simbolico, ma del tutto irrilevante in termini commerciali. Il tempo di esistenza di questi nuclei dorati è dell’ordine del microsecondo: sufficientemente lungo per essere identificato dagli strumenti, ma talmente breve da dissolversi negli istanti successivi all’impatto con il contenitore del fascio.

Picture of the ALICE detector (image: CERN)

La tecnica utilizzata si basa su una sorta di dissociazione elettromagnetica: il nucleo di piombo, accelerato da un anello di diciassette miglia sotto le Alpi, genera un campo di fotoni comprimendo le linee di forza in una sottile “fettina” perpendicolare alla direzione di marcia. Quando un nucleo si avvicina a un altro senza collidere frontalmente, il lampo di energia può espellere neutroni e protoni. Estratti tre protoni, il piombo (Z = 82) si trasforma in oro (Z = 79) per un istante, offrendo ai calorimetri a zero gradi di ALICE il “flash” necessario a catturare e contare i frammenti.
Il risultato, descritto in un articolo su Physical Review, non solo conferma le previsioni dei modelli di elettromagnetic dissociation, ma getta nuova luce sui meccanismi di perdita del fascio che limitano le prestazioni del collider.

Oltre alla mera esibizione di abilità tecnologica, questa transmutazione nucleare apre scenari inediti per la fisica delle interazioni forti. Comprendere come e quanto i nuclei reagiscano a impulsi estremi contribuisce a ricostruire le condizioni del plasma di quark e gluoni che percorse l’universo pochi istanti dopo il Big Bang. La possibilità di controllare, per brevissimi momenti, la composizione elementare di un nucleo offre dati preziosi sui legami che tengono insieme protoni e neutroni, aiutando a perfezionare i modelli che descrivono la materia a densità e temperature estreme.

Restano ovviamente inalterate le leggi dell’economia: la produzione di oro al CERN non modificherà il mercato né renderà redditizio alcun tentativo di “miniera sotterranea” a Ginevra.
Tuttavia, la moderna alchimia dimostra come la scienza contemporanea plachi la sete di conoscenza che animava gli ermetisti medievali, sostituendo la caccia al miracolo chimico con rigorosi esperimenti di fisica nucleare. In questo senso, l’esperimento rappresenta non solo un traguardo tecnico, ma un ponte simbolico tra la leggenda e il sapere, mostrando che la vera trasmutazione avviene quando l’uomo riesce a penetrare, con strumenti e formule, i segreti più reconditi della materia.