Cientistas transformam Chumbo em Ouro no maior Acelerador de Partículas do Mundo

O que vamos compartilhar com você neste artigo do Engenharia 360 parece mais um sonho narrado por alquimistas do século XVII. Recentemente, foi noticiado que os cientistas do CERN (Organização Europeia para Pesquisa Nuclear) teriam conseguido transformar chumbo em ouro graças a técnicas de física nuclear e utilizando o maior acelerador de partículas do mundo, o Grande Colisor de Hádrons (LHC), localizado na Suíça. 

Vale destacar que esse mito da transmutação do chumbo em ouro atravessou gerações, inspirou diversas lendas, tratados filosóficos e até perseguições religiosas. E agora, por breves instantes, por microssegundos, graças à tecnologia avançada, esse conceito pareceu tangível. Apesar disso, ainda não é viável comercialmente. No entanto, esse experimento marca um momento significativo na história da ciência e da engenharia. Te contamos mais no artigo a seguir, do Engenharia 360!

Por que o chumbo não vira ouro na natureza?

Antes de tudo, vale destacarmos que existe uma diferença extrema do chumbo para o ouro ao nível atômico. Veja bem, todo elemento químico é definido pelo número de prótons em seu núcleo – uma propriedade chamada ‘número atômico’. O chumbo, por exemplo, possui 82 prótons, enquanto o ouro tem 79. Pode parecer uma diferença pequena, mas é justamente isso que torna a transmutação impossível por meios químicos convencionais.

Óbvio que os alquimistas da Idade Média e da Renascença não sabiam disso tudo. Eles até acreditavam que dava para converter metais inferiores em metais preciosos por meio de processos químicos específicos. Isso porque, em tese, esses elementos teriam uma substância básica em comum que, com o tratamento certo, poderia ser convertida. #sóquenão!

O problema é que a química, por mais sofisticada que seja, só consegue manipular os elétrons que orbitam o núcleo atômico. Então, para transformar chumbo em ouro, seria preciso alterar o próprio núcleo, adicionando ou removendo prótons. Complexo, não é mesmo?

Como a física nuclear pode alterar núcleos atômicos?

Alterar o núcleo atômico de um elemento para que ele se torne outro é um processo que necessita de grandes quantidades de trocas de energia.

Os físicos do CERN acreditaram que o Grande Colisor de Hádrons – um anel subterrâneo de 27 km de extensão, repleto de ímãs supercondutores e estruturas de aceleração capazes de impulsionar partículas à velocidade da luz – seria a resposta para esses problemas. A saber, essa máquina foi justamente projetada para estudar as interações fundamentais da matéria – inclusive, entre os seus detectores está o ALICE, especializado em colisões de íons pesados.

Assim sendo, entre os anos de 2015 e 2018, eles resolveram testar a teoria acelerando feixes de íons de chumbo a uma velocidade altíssima, forçando colisões entre eles. E sabe o que aconteceu? Essas colisões criaram campos eletromagnéticos intensos que provocaram alterações nos núcleos dos átomos colididos.

Resultado dos testes no Grande Colisor de Hádrons

No experimento que transformou o chumbo em ouro, os feixes de átomos de chumbo foram direcionados em sentidos opostos para colisão dentro do LHC. O impacto foi tão forte que expulsou três prótons do núcleo do chumbo. Com isso, o número passou a ter 79 prótons, exatamente o número que define o elemento ouro. Isso aconteceu em um microssegundo ou milionésimo de segundo, mas foi suficiente para que os sensores do ALICE registrassem a existência do ouro recém-criado.

Infelizmente, o total de ouro produzido foi irrisório – algo em torno de 29 trilionésimos de grama, o que seria trilhões de vezes menor do que o necessário para produzir uma joia pequena, por exemplo. Além disso, o elemento produzido no processo é extremamente instável, diferente do que se encontra na natureza. Isso quer dizer que estamos muito, mas muito longe de transformar chumbo em ouro de maneira economicamente viável. 

O que tudo isso significa para a ciência?

Mesmo após milhares de colisões de chumbo no Grande Colisor de Hádrons, a quantidade de ouro produzida foi insignificante. Em compensação, o custo dessa transformação foi astronômico, superando em muito o valor do ouro produzido.

Então, agora você deve estar se perguntando qual a importância desse experimento para a ciência. Pois bem, ele prova que é possível alterar a identidade de um elemento químico, o que é justamente o que os alquimistas tanto sonhavam – claro que por meio da manipulação do núcleo atômico, o que eles nem poderiam imaginar. Sem contar que, de alguma forma, isso ajuda os pesquisadores a entender melhor as forças fundamentais que regem o universo, como a interação entre prótons, nêutrons e fótons.

Para complementar, é importante destacar que esse tipo de avanço tecnológico estimula diretamente a criação de novos modelos físicos. Esses progressos ampliam as fronteiras da pesquisa em engenharia. Em vez de sonhar com a antiga ideia de transformar chumbo em ouro para enriquecermos – brincadeira -, podemos direcionar nossos esforços para a manipulação dos núcleos atômicos, com aplicações promissoras na medicina nuclear, na geração de energia e na criação de materiais inovadores.

Veja Também: Ouro na Engenharia: Valor e Contribuição

Fontes: G1, Infomoney.

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