Durante siglos, la humanidad ha estado fascinada por la idea de convertir el plomo, un metal común y pesado, en oro, el precioso y raro metal que simboliza riqueza y poder. Este sueño, conocido desde la antigüedad como crisopoeia, fue perseguido durante mucho tiempo por alquimistas medievales que intentaron sin éxito lograr esta transmutación mediante métodos químicos. Sin embargo, con el avance de la física nuclear en el siglo XX, se descubrió que la materia podría transformarse a nivel atómico y nuclear, abriendo la puerta a lograr cambios que superan los límites de la química convencional. En el contexto moderno, el experimento ALICE (A Large Ion Collider Experiment) instalado en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN ha logrado un avance científico notable al detectar la transformación de núcleos de plomo en oro, no de manera química, sino a través de interacciones nucleares avanzadas. Esta hazaña trascendente ha sido reportada en la revista Physical Review Journals, en la que se detalla cómo las colisiones extremadamente cercanas entre núcleos de plomo a altísimas energías pueden inducir una emisión precisa de partículas subatómicas, resultando en la creación fugaz de núcleos de oro.
El LHC acelera núcleos de plomo a velocidades cercanas al 99.999993% de la velocidad de la luz, generando campos electromagnéticos muy intensos que se condensan en una especie de pulso fotónico ultra-rápido. Cuando estos núcleos pasan lo suficientemente cerca sin chocar directamente, las fuerzas electromagnéticas pueden interactuar de forma que excitan la estructura interna de los núcleos, desencadenando la expulsión de protones y neutrones. Para transformar un núcleo de plomo (con 82 protones) en uno de oro (con 79 protones), se deben expulsar exactamente tres protones mediante este proceso, conocido como disociación electromagnética. Esta transformación, aunque fugaz y a escala microscópica, representa un tipo de transmutación nuclear basada en mecanismos inéditos que apenas comienzan a entenderse.
ALICE está equipado con herramientas tecnológicamente punteras, como los calorímetros de cero grados (ZDC), que permiten detectar incluso las colisiones menos violentas y contar la cantidad exacta de protones y neutrones emitidos. Mediante esta sofisticada instrumentación, el equipo del experimento ha podido diferenciar entre la producción de núcleos de plomo, talio, mercurio y oro, ligados al número de protones expulsados en estas interacciones fotónicas. Aunque la producción de oro es menos frecuente que la de otros elementos, ALICE puede medir con precisión estos eventos y ha cuantificado que en momentos pico se generan aproximadamente 89,000 núcleos de oro por segundo en el punto de colisión del LHC. A pesar de la espectacularidad del proceso, las cantidades de oro generadas son ínfimas. Durante la fase de operaciones conocida como Run 2 (entre 2015 y 2018), se estima que hubo una producción total de unos 86 mil millones de núcleos de oro en los cuatro principales experimentos del LHC, equivalentes en masa a apenas 29 picogramos.
La producción se ha incrementado en las fases posteriores, como en Run 3, pero aún así está muy lejos de poder utilizarse para fines prácticos como la fabricación de joyería o aplicaciones comerciales. La transmutación nuclear en este contexto es un fenómeno delicado, efímero y fundamentalmente de interés científico y tecnológico. Este logro no sólo representa una extraordinaria validación de la física nuclear moderna, sino que también abre nuevas vías para el estudio de procesos electromagnéticos en colisiones de iones pesados. La comprensión detallada de cómo los campos electromagnéticos pueden inducir la disociación nuclear ayuda a mejorar los modelos teóricos existentes y proporciona información fundamental para el manejo y control de pérdidas en haces de partículas, un factor crítico para optimizar el rendimiento del propio LHC y futuros aceleradores. Más allá de sus aplicaciones inmediatas, la observación del paso breve de un núcleo de plomo a uno de oro ofrece a la comunidad científica una ventana al comportamiento de la materia bajo condiciones extremas y al límite de las leyes nucleares.
Los datos recopilados por ALICE contribuyen a desentrañar los mecanismos de excitación nuclear y las interacciones fotónicas a energías sin precedentes. Esto es especialmente relevante en el estudio del plasma de quarks y gluones, un estado de la materia que existió instantes después del Big Bang y que el LHC busca replicar para explorar los orígenes de nuestro universo. Además, la capacidad de ALICE para discernir procesos tan sutiles entre la profusión de partículas generadas en las colisiones más energéticas refuerza su posición como uno de los experimentos más versátiles y avanzados en física de altas energías. El trabajo de los científicos detrás de ALICE demuestra que no sólo pueden observar eventos catastróficos con miles de partículas emergiendo, sino también interacciones mucho más discretas, revelando detalles sobre transformaciones de núcleo a núcleo con una resolución admirable. En suma, el descubrimiento y análisis del ALICE sobre la conversión de plomo en oro en el LHC es un testimonio del progreso científico que combina tecnología punta y conceptos teóricos avanzados.
Aunque el oro creado solo existe por fracciones de segundo y en cantidades diminutas, esta investigación pone fin a siglos de mitos alquímicos mediante la confirmación de que la verdadera transmutación es posible, pero únicamente a través de las fuerzas del núcleo atómico en condiciones extremas que sólo hoy somos capaces de reproducir. Estos hallazgos no solo satisfacen la curiosidad científica sino que también fortalecen nuestra comprensión de las fuerzas fundamentales que gobiernan el universo. El trabajo en ALICE continúa, prometiendo revelar aún más secretos sobre el comportamiento de la materia y quizás guiar el camino hacia nuevas tecnologías o aplicaciones que hoy solo podemos imaginar. El sueño de convertir el plomo en oro ha trascendido la alquimia para convertirse en una realidad científica, aunque alejada del uso práctico y mucho más cercana a la exploración del cosmos y las leyes básicas de la naturaleza.
