No es magia, es física de partículas. Por primera vez en la historia de la ciencia, se registró la conversión de plomo en oro. Aunque esta transformación de metal pesado a metal precioso se da en cantidades muy pequeñas y solo por unos microsegundos, esto demuestra que el principio de transmutación entre metales con características muy diferentes es posible, lo que marca un antes y un después en la física moderna. El descubrimiento de estas cantidades fugaces de núcleos de oro a partir del plomo fue realizado por científicos del proyecto ALICE, del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN).

Detector del experimento ALICE. Foto Cortesía CERN.

El hallazgo de la transformación o transmutación del plomo en cantidades fugaces de oro sorprendió al mundo de la ciencia en mayo de 2025. Esta conversión se observó durante las colisiones o choques entre núcleos de plomo realizadas a una velocidad cercana a la de la luz, en el Gran Colisionador de Hadrones (LCH por sus siglas en inglés), en el marco del experimento ALICE del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN).

“Básicamente, la transmutación ocurre durante el viaje o las colisiones de altísima energía. Ellos (los núcleos de plomo) están moviéndose muy rápido, están muy cerca y se puede producir ese cambio al oro”, señala Jairo Alexis López, profesor titular del Departamento de Física de la Universidad Nacional Sede Bogotá y colaborador del CERN en representación de la UNAL desde el año 2014, en el experimento LHCB (Large Hadron Collider beauty).

El hallazgo de la transmutación del plomo en oro se registró durante la segunda ejecución del experimento (realizada entre 2015 y 2018), en el LHC, donde se crearon alrededor de 86 mil millones de núcleos de oro durante las colisiones de altísima energía entre núcleos de plomo.

Estos 86 mil millones de núcleos de oro son equivalentes a 29 picogramos, según el Centro de Investigación. Un picogramo es la billonésima parte de un gramo, es decir, que, la cantidad de plomo que se convirtió en oro “sigue siendo billones de veces menor que la necesaria para fabricar una pieza de joyería. Si bien el sueño de los alquimistas medievales se ha hecho realidad, sus esperanzas de riqueza se han visto frustradas una vez más”, recalca el documento.

Para crear oro (un núcleo con 79 protones), se deben extraer tres protones de un núcleo de plomo, explicó el CERN en el documento que anunció este hallazgo.

“El campo electromagnético que emana de un núcleo de plomo es particularmente intenso porque contiene 82 protones. Además, la altísima velocidad a la que viajan los núcleos de plomo en el LHC (que corresponde al 99,999993 % de la velocidad de la luz) hace que las líneas de este campo electromagnético se compriman en una fina capa, transversal a la dirección del movimiento, lo que produce un pulso de fotones de corta duración. A menudo, esto desencadena un proceso denominado disociación electromagnética, mediante el cual un fotón que interactúa con un núcleo puede provocar oscilaciones en su estructura interna, lo que resulta en la expulsión de pequeñas cantidades de neutrones y protones”, detallan los científicos del experimento ALICE en el anuncio.

El CERN es una institución científica fundada en 1954 que explora la física nuclear. Es un ejercicio de diplomacia científica por la paz que surgió después de la Segunda Guerra Mundial debido a las aplicaciones de la física para fines bélicos como en las bombas atómicas. Esta unión de la comunidad europea de la que hacen parte países de todo el mundo, trabaja desde diferentes frentes de la física para responder a las preguntas fundamentales de la humanidad: ¿de qué está hecho el universo?, ¿cómo funciona hasta en su más mínimo detalle?, ¿de dónde venimos?

Además de la transmutación del plomo en oro en cantidades descomunalmente pequeñas, el oro que se obtiene a partir de las colisiones de plomo es fugaz, dura solo unos microsegundos, por lo que no se puede tocar, “agarrar” o conservar, añade el profesor y doctor en Física, Jairo López.

“El átomo de oro que se genera va a estrellarse contra otro durante estas colisiones, entonces ahí ya se pierde todo el oro transmutado. No vamos a obtener oro cuando queramos con ese mecanismo, tampoco se puede decir que el oro va a ser útil, no vamos a producirlo en grandes cantidades, ni nada por el estilo, ni siquiera se puede agarrar o coger. Pero sí es interesante en el sentido de ver y ratificar que es posible lo que alguna vez los alquimistas soñaron: cambiar el plomo en oro”. recalca Jairo López, experto en física de partículas.

Por esta razón, a los núcleos de oro se les llama fugaces, debido a que, cuando se chocan con otros, “ya no hay ni plomo, ni oro, ni nada, solo quedan sólo quarks y gluones, que es lo que se quiere ver o es el objetivo del experimento ALICE. Entonces, por unos instantes uno puede ver que hay oro, hay mercurio o hay talio, donde inicialmente solo se tenía plomo, lo que nos permite entender los mecanismos por los cuales eso puede ocurrir”, agrega el profesor López, colaborador del CERN en representación de la UNAL.

El corazón del CERN es el acelerador de partículas más grande del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC en inglés). Ubicado a 100 metros bajo tierra entre la frontera de Suiza y Francia, cerca de la ciudad de Ginebra, tiene 27 kilómetros de circunferencia y es allí donde se realizan las colisiones de partículas a una velocidad cercana a la de la luz. Este cuenta con cuatro puntos donde están ubicados los detectores de los distintos experimentos que allí se realizan, entre los más conocidos se cuentan ATLAS y CMS (los más grandes), LHCB y ALICE.

¿Por qué es importante este hallazgo?

El plomo es un metal de color gris opaco relativamente abundante en nuestro planeta y, aunque tiene una densidad similar a la del oro, considerado un metal precioso, ambos son elementos químicos distintos. Durante años se han usado métodos químicos para transmutarlos sin tener resultado alguno.

“Con los albores de la física nuclear en el siglo XX, se descubrió que los elementos pesados podían transformarse en otros, ya sea de forma natural, mediante desintegración radiactiva o en el laboratorio mediante un bombardeo de neutrones o protones. Si bien el oro ya se había producido artificialmente de esta manera, la colaboración ALICE ha medido ahora la transmutación del plomo en oro mediante un nuevo mecanismo que implica colisiones casi accidentales entre núcleos de plomo en el LHC”, informó el CERN en la noticia del descubrimiento.

Si bien es un fenómeno interesante, era algo esperado en el experimento, comenta Jairo López, experto en física de partículas. “Sabíamos que eso podía pasar debido a la interacción electromagnética que se genera, no es fuera de lo común, pero que se produzca ahí es lo interesante. Suponíamos desde hace un buen rato que eso estaba pasando, pero ahora al experimento ALICE se incorporaron unos detectores especiales para poder evidenciar ese cambio que se produce, durante unos instantes, en el momento en que se aceleran los átomos de plomo. Algunos de esos átomos se transmutan, se cambian a oro, a talio o a mercurio y, pues, ahora, con los detectores, fue posible ver esas transmutaciones”.

El profesor universitario agrega que es más probable que durante las colisiones de núcleo de plomo ocurra la transmutación a mercurio y el segundo más probable el talio, siendo el oro el menos probable. “Desde que empezó el experimento en el 2012, esto ya pudo haber pasado, ya ocurría, pero no lo podíamos ver porque no teníamos los detectores ubicados donde era para estos análisis”.

“Es impresionante ver que nuestros detectores pueden manejar colisiones frontales que producen miles de partículas y, al mismo tiempo, son sensibles a colisiones en las que solo se producen unas pocas partículas a la vez, lo que permite el estudio de los procesos de 'transmutación nuclear' electromagnética”, expresó Marco Van Leeuwen, portavoz de ALICE.

Además de cumplir ese sueño de los alquimistas de convertir el plomo en oro, para el colaborador del CERN, Jairo López, este hallazgo permite entender por qué se da y cómo funciona la transmutación.

“Ya sabemos que es posible porque entendemos los mecanismos bajo los cuales se forman los núcleos, entendemos las leyes de la física a ese nivel nuclear, de la interacción electromagnética en este caso, y estamos entendiendo cómo funcionan esas interacciones nucleares. No se sabe qué aplicación tendrá después en el futuro, pero, por ahora, se convierte en una evidencia de que esas reglas que tenemos y entendemos de la física fundamental funcionan”.

(FIN/JRDP)

9 de junio de 2025