Des scientifiques du CERN transforment le plomb en or : « Un miracle scientifique ou une menace pour l’économie mondiale ? »
Les alchimistes du Moyen Âge n’avaient qu’un rêve : transformer le plomb en or.
Par
Karen Garcia
En bref
- Les physiciens du CERN ont réussi à produire de l’or en laboratoire par transmutation atomique.
- La transformation implique de retirer trois protons d’un noyau de plomb pour créer un noyau d’or.
- Des collisions à haute énergie dans le Grand collisionneur de hadrons permettent cette transmutation.
- Les résultats actuels sont limités à de très faibles quantités d’or, mais ouvrent des perspectives pour la recherche future.
Les alchimistes du Moyen Âge n’avaient qu’un rêve : transformer le plomb en or. Ce vieux rêve semble aujourd’hui se rapprocher de la réalité grâce aux avancées de la physique moderne. Des physiciens du CERN ont réussi à créer de l’or en laboratoire, bien que ce ne soit pas encore commercialement viable. Cette découverte soulève de nombreuses questions sur les possibilités offertes par la physique des particules et ses implications économiques. Comment en sommes-nous arrivés là, et quelles sont les implications de cette découverte scientifique ?
Les bases de la transmutation atomique
La transmutation d’un élément en un autre est un concept fascinant qui remonte à l’alchimie. Aujourd’hui, nous savons que transformer un atome de plomb en un atome d’or nécessite d’enlever trois protons du noyau de plomb. Cette opération, bien qu’elle semble simple en théorie, est extrêmement complexe à réaliser.
Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN, situé près de Genève, a permis cette découverte. Les scientifiques ont réussi à créer de l’or en utilisant des collisions à haute énergie de noyaux de plomb. Ces collisions reproduisent des conditions similaires à celles de l’univers peu après le Big Bang.
Les résultats obtenus sont encore très limités. En effet, seulement 29 billionièmes de gramme d’or ont été produits à ce jour. Néanmoins, cette expérience ouvre la voie à de nouvelles recherches sur la transmutation atomique et ses applications possibles.
La force électromagnétique en action
Les protons, composants essentiels du noyau atomique, sont maintenus ensemble par la force nucléaire forte. Pour en arracher un, il faut surmonter cette force avec un champ électrique extrêmement puissant. Ce champ doit être environ un million de fois plus intense que celui des éclairs naturels.
Les scientifiques de l’expérience Alice ont réussi à créer un tel champ en lançant des faisceaux de noyaux de plomb à des vitesses proches de celle de la lumière. Lorsque les noyaux se frôlent sans collision directe, le champ électrique créé est suffisant pour arracher quelques protons au noyau de plomb.
« Si un noyau de plomb perd trois protons, il devient un noyau d’or. »
Cependant, cette transformation n’est pas sans conséquences. Le processus de transmutation altère la stabilité du faisceau de plomb, le rendant moins efficace au fil du temps.
La production d’éléments dans le détecteur Alice
Observer directement la transmutation n’est pas possible avec les outils actuels. Les physiciens utilisent des calorimètres à zéro degré pour mesurer les changements dans les noyaux de plomb. Ces instruments permettent de détecter les protons arrachés et de calculer le nombre de noyaux d’or produits.
Chaque seconde, environ 89.000 noyaux d’or sont créés lors des collisions de plomb dans le détecteur Alice. D’autres éléments sont également produits, comme le thallium et le mercure, obtenus respectivement par la perte d’un et de deux protons.
Cette capacité à produire divers éléments à partir du plomb ouvre des perspectives intéressantes pour la recherche scientifique, bien que des applications pratiques soient encore loin d’être réalisables.
Implications et défis futurs
La production d’or au LHC présente des défis techniques importants. Une fois transformés, les noyaux de plomb ne restent plus sur leur trajectoire initiale et finissent par entrer en collision avec les parois du tuyau sous vide. Cela diminue l’efficacité du faisceau de plomb au fil du temps.
Malgré ces défis, comprendre ces processus de transmutation est crucial pour l’avenir de la physique des particules. Ces connaissances aideront à concevoir de futures expériences encore plus ambitieuses et à améliorer notre compréhension de l’univers.
Cette découverte accidentelle de la transmutation du plomb en or pourrait-elle un jour transformer notre approche des ressources naturelles et de la production de matériaux précieux ?
