Isaac Newton es universalmente reconocido como uno de los más brillantes fÃsicos y matemáticos de la historia. Muchos expertos lo consideran el cientÃfico más importante de todos los tiempos, una declaración respaldada por sus contribuciones a la ciencia dadas las limitaciones tecnológicas del siglo XVII. Sin embargo, su curiosidad no se limitó a la fÃsica, las matemáticas o la teologÃa; Newton también se aventuró en el enigmático mundo de la alquimia.
La Real Academia Española define la alquimia en su primera acepción como «el conjunto de especulaciones y experiencias, generalmente de carácter esotérico, relativas a las transmutaciones de la materia, que influyó en el origen de la quÃmica». En su segundo significado, se describe como una «transmutación maravillosa e increÃble». Para Newton y otros pioneros, la alquimia no contaba con una base cientÃfica. Actualmente, la ciencia ha logrado identificar mecanismos que permiten comprender cómo, en ciertas condiciones, un elemento quÃmico puede transformarse en otro.
A Newton le hubiera fascinado este experimento del CERN
Las estrellas son verdaderas fábricas universales de elementos quÃmicos. A través de reacciones de fusión nuclear, generan diversos elementos hasta llegar al hierro. Más allá del hierro, los elementos se crean durante eventos cósmicos altamente energéticos. La naturaleza nos ha mostrado que es posible llevar a cabo la transmutación deseada por los antiguos alquimistas.
La radiactividad es un fenómeno que ilustra esta transformación. Se define como el proceso natural por el cual un núcleo atómico inestable pierde energÃa para alcanzar un estado más estable, emitiendo radiación en el proceso. Un núcleo estable está satisfecho con su actual estructura, mientras que uno inestable debe liberar energÃa para estabilizarse, transformándose en otros elementos quÃmicos durante el camino.
A pesar de su masa, cada núcleo de plomo se desplaza en el LHC al 99,999993% de la velocidad de la luz
Desde los inicios de la fÃsica nuclear, a finales del siglo XIX y principios del XX, los cientÃficos han logrado en laboratorio la transformación de elementos quÃmicos. Recientemente, el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) lo ha conseguido provocando colisiones entre núcleos de plomo en su principal acelerador de partÃculas, el LHC (Gran Colisionador de Hadrones).
Esas colisiones de alta energÃa generan un plasma de quarks y gluones, un estado de materia extremadamente denso y caliente. Cada núcleo de plomo tiene una masa considerable debido a sus numerosos nucleones: 82 protones y 126 neutrones en el isótopo más común y estable. A pesar de su masa, viajan en el LHC al 99,999993% de la velocidad de la luz, desencadenando un pulso de fotones.
En estas circunstancias, ocurre la disociación electromagnética, donde un fotón interactúa con un núcleo de plomo, provocando oscilaciones internas que pueden expulsar algunos neutrones y protones. Un núcleo de oro contiene 79 protones, por lo que la expulsión de 3 protones de un núcleo de plomo resulta en su transformación en oro.
Los investigadores en el experimento ALICE del CERN, además de observar la conversión de plomo en oro, han documentado la producción de talio y mercurio en estas condiciones experimentales. Es impresionante que la humanidad haya diseñado y construido las herramientas necesarias para realizar un experimento de semejante magnitud.
Imagen | CERN
Más información | Physical Review C
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