A nagy hadronütköztető (LHC) ALICE-kísérlete azt vizsgálja, mi történik, amikor nehézionok ütköznek egymással. A kísérletek leginkább a kvark-gluon plazma megértését szolgálják, amely az ősrobbanás utáni első pillanatokban létezett. De az ólomionok egymáshoz csapódása ezeket az atomokat jobban felismerhető formákra is alakíthatja, például arannyá.
Az ólom magja 82 protonból és mintegy 126 neutronból áll. Az aranynak ehelyett 79 protonja van, mindössze hárommal kevesebb, mint az ólomnak. A transzmutációhoz tehát három proton eltávolítása szükséges. Bár ez nem tartozik az LHC vizsgálódási körébe, az ólomatomok 99,999993 százalékos fénysebességgel történő ütköztetésével érdekes termékeket lehet kapni. Nem minden atom fog egymásba csapódni, így lesznek lebegő ólomionok, amelyek továbbra is száguldoznak a gyorsítóban. Az LHC erős elektromágneses tere rövid, de erős fényimpulzusokat hozhat létre, és ezek az impulzusok képesek kiszakítani az ólomból azt a három protont, és arannyá változtatni azt. Ami pedig még izgalmasabb, hogy ez a folyamat megfigyelhető.
„Lenyűgöző, hogy detektoraink képesek kezelni a több ezer részecskét termelő frontális ütközéseket, ugyanakkor érzékenyek az olyan ütközésekre is, ahol egyszerre csak néhány részecske keletkezik, lehetővé téve a ritka elektromágneses nukleáris transzmutációs folyamatok tanulmányozását” – mondja Marco Van Leeuwen, az ALICE szóvivője egy nyilatkozatban.
Nem csak aranyról van szó ráadásul. A kutatócsoport a detektor nulla fokos kalorimétereit (ZDC) használta a nagyenergiájú fény és az ólomionok magja közötti kölcsönhatások mérésére. Meg akarták nézni a nulla, egy, két és három proton kibocsátását, amelyet egy neutron elvesztése kísér. Úgy találták, hogy a kölcsönhatások hatására elsősorban ólom keletkezett kevesebb neutronnal, de tallium, higany és arany is létrejött.
Arany ritkábban fordult elő, de minden ütközés 89 ezer aranyatommagot hozott létre másodpercenként a nyalábban lévő 174 milliárd ólomatomból. A CERN-ben azonban továbbra sincs aranyláz, ez a mennyiség ugyanis a gramm elenyésző töredéke, ráadásul az így kapott atomok nagy energiával a gyorsító oldalaiba csapódnak, ahol széttörnek.
