ENGINEERINGNET.BE - Transmuter le plomb, métal commun, en ce métal précieux qu’est l’or était un rêve pour les alchimistes du Moyen-Âge.
Avec l’avènement de la physique nucléaire au XXe siècle, il est apparu que des éléments lourds pouvaient se transformer en d’autres, soit naturellement, par désintégration radioactive, soit en laboratoire, sous un bombardement de neutrons ou de protons.
Bien que de l’or ait déjà été produit artificiellement ainsi, le détecteur ALICE a maintenant mesuré la transmutation de plomb en or par un nouveau procédé basé sur des quasi-collisions de noyaux de plomb au LHC (le grand collisionneur de hadrons).
Cependant, au cours des interactions bien plus fréquentes dans lesquelles les noyaux passent l’un près de l’autre sans entrer en collision, le champ magnétique intense qui les entoure peut entraîner des interactions photon-photon et photon-noyau qui ouvrent de nouvelles perspectives.
Bien souvent, cela déclenche un processus appelé dissociation électromagnétique, dans lequel un photon, interagissant avec un noyau, peut provoquer des oscillations de la structure interne de celui-ci, ce qui aboutit à l’éjection d’un petit nombre de neutrons et de protons.
Pour créer de l’or (un noyau contenant 79 protons), il faut retirer trois protons d’un noyau de plomb.
L’équipe d’ALICE s’est servie des calorimètres à zéro degré (ZDC) du détecteur pour compter le nombre d’interactions photon-noyau ayant entraîné l’émission de zéro, un, deux et trois protons avec au moins un neutron, correspondant à la production de plomb, de thallium, de mercure et d’or, respectivement.
Les résultats montrent que le LHC produit actuellement de l’or à une cadence d’environ 89 000 noyaux par seconde dans les collisions plomb-plomb.
Les noyaux d’or sont produits dans ces collisions à une très haute énergie, et viennent heurter le tube de faisceau ou les collimateurs du LHC à divers points en aval, où ils se fragmentent immédiatement en protons, neutrons et autres particules.
L’or n’existe qu’une infime fraction de seconde. Pendant la 2e période d’exploitation du LHC environ 86 milliards de noyaux d’or ont été créé. En termes de masse, cela correspond à seulement 29 picogrammes.
La 3e période d’exploitation a produit près du double de noyaux d’or par rapport à la 2e. Le total reste cependant des milliers de milliards de fois inférieur à la quantité qu’il faudrait pour fabriquer un bijou.
Bien que le rêve des alchimistes du Moyen-Âge soit techniquement devenu une réalité, leur espoir de faire fortune s’évanouit donc une fois de plus.
