Les chercheurs de la collaboration ALICE au Cern ont observé un phénomène fascinant : la transmutation du plomb en or grâce à des collisions de particules à très haute énergie. Une prouesse scientifique qui rappelle le rêve ancestral des alchimistes, désormais devenu réalité à l’échelle subatomique.
Dans les entrailles du LHC (Grand collisionneur de hadrons) à Genève, les physiciens du Cern ont réalisé une expérience aussi symbolique que révolutionnaire : transformer du plomb en or. Ce processus, issu de collisions dites « ultrapériphériques » entre ions de plomb-208, n’est pas une fiction ésotérique, mais une conséquence directe des lois de la physique nucléaire.
Lorsque deux noyaux de plomb se croisent à des vitesses proches de celle de la lumière sans entrer en collision directe, ils génèrent des champs électromagnétiques intenses. Ces champs peuvent provoquer l’éjection de protons des noyaux. Or, lorsqu’un noyau de plomb (82 protons) perd exactement trois protons, il devient un noyau d’or (79 protons). Une transmutation élémentaire qui illustre avec force la puissance de l’accélérateur de particules.
Une transformation mesurée avec une technologie de pointe
Pour capturer ces événements rares mais significatifs, les scientifiques ont utilisé des calorimètres à zéro degré, placés stratégiquement à plus de 100 mètres du point de collision. Ces détecteurs ont permis de distinguer précisément les protons des neutrons expulsés lors des chocs.
L’analyse des données entre 2015 et 2018 a permis d’identifier la création d’environ 29 picogrammes d’or. Bien que cette quantité soit infinitésimale (un picogramme vaut un trillionième de gramme), la fréquence de la transformation est jugée remarquablement élevée dans ces conditions expérimentales.
Des implications scientifiques majeures
Si cette transmutation ne bouleversera pas le marché de la joaillerie — il faudrait faire tourner le LHC pendant un milliard d’années pour obtenir un seul gramme d’or —, elle représente une avancée cruciale dans la compréhension des interactions nucléaires.
Elle permet également d’optimiser le fonctionnement des collisionneurs de particules. En effet, chaque noyau de plomb transformé en or ou en un autre élément signifie une perte d’intensité dans le faisceau, ce qui affecte l’efficacité des expériences. En quantifiant ces pertes, les chercheurs peuvent désormais mieux anticiper et ajuster les paramètres du LHC pour maximiser son rendement.
Un clin d’œil aux alchimistes… et un pas vers le futur
Au-delà de la performance scientifique, cette découverte revêt une dimension symbolique forte. Le vieux rêve des alchimistes de transformer les métaux en or devient, dans une certaine mesure, réalité grâce à la science moderne.
Cette expérience spectaculaire démontre comment la physique fondamentale, même à l’échelle subatomique, peut produire des résultats concrets et inattendus qui enrichissent notre compréhension de la matière et de l’univers.
