Van Morrison, Philosopher Stone
Avevo visto un documentario su un alchimista che diceva che l’aveva fatto ma che non rendeva nulla vista la mole di lavoro e risorse utilizzati. Al Cern non fanno meglio :
I fisici del CERN sono riusciti a trasformare il piombo in oro all’interno del Large Hadron Collider (LHC) grazie all’esperimento ALICE, realizzando in chiave subatomica l’antico sogno dell’alchimia. (che poi non era solo un sogno, come detto).
Come funziona
- Collisioni sfiorate: Gli scienziati accelerano i nuclei di piombo-208 quasi alla velocità della luce. Invece di farli scontrare frontalmente, li fanno passare vicinissimo in incontri “ultra-periferici”.
- Campi elettromagnetici: Questi passaggi ravvicinati generano impulsi elettromagnetici di un’intensità straordinaria.
- Espulsione di protoni: Il campo di fotoni strappa esattamente tre protoni (e alcuni neutroni) dal nucleo di piombo.
- Il risultato: Il piombo ha 82 protoni, mentre l’oro ne ha 79. Rimuovendo tre protoni, il piombo si trasforma a tutti gli effetti in oro.
Il limite pratico
- Quantità microscopiche: Durante l’intero ciclo “Run 2” dell’LHC, questo processo ha generato circa 86 miliardi di nuclei d’oro, che equivalgono a una massa microscopica di appena 29 picogrammi (29 millardesimi di milligrammo).
- Vita brevissima: Gli atomi d’oro prodotti viaggiano quasi alla velocità della luce e resistono solo per una frazione di microsecondo prima di schiantarsi contro i tubi del collisore.
- Nessun valore commerciale: Il costo energetico e strutturale per produrre una frazione invisibile di oro rende il processo del tutto inutile per scopi commerciali o mercati finanziari.
Perché è importante
- Fisica nucleare: Questo fenomeno permette ai ricercatori di studiare con precisione le interazioni tra i fotoni e i nuclei atomici pesanti.
- Gestione dei fasci: Comprendere come i nuclei cambiano natura aiuta a prevenire la perdita di particelle e a migliorare la stabilità dei futuri acceleratori.
Dal punto di vista puramente economico, se consideriamo questa operazione come una “fabbrica d’oro”, hai perfettamente ragione: è a tutti gli effetti un fallimento commerciale colossale. [1]
Calcolare una cifra esatta è impossibile perché non è stato organizzato un esperimento apposito per fare l’oro. La trasmutazione è in realtà un effetto collaterale involontario (e inevitabile) dei normali test sulla materia primordiale condotti con l’acceleratore. [2]
Tuttavia, gli appassionati di numeri su Reddit e riviste scientifiche hanno provato a fare i conti in tasca al CERN basandosi sui costi della macchina durante il ciclo di test “Run 2” (2015-2018): [2, 3]
- I costi vivi di energia: Far funzionare il complesso dell’LHC e l’esperimento ALICE durante quegli anni è costato, solo di pura energia elettrica e manutenzione ordinaria, almeno 22 milioni di euro. [2, 4]
- L’oro prodotto: In quegli anni si sono generati 29 picogrammi d’oro. Al valore attuale di mercato, 29 picogrammi d’oro valgono circa 0,000000002 centesimi di euro. [2, 3]
- Il costo reale stimato: Se si includono anche i costi di costruzione dell’infrastruttura (l’LHC è costato circa 4,7 miliardi di dollari per essere costruito), la quota proporzionale investita per registrare quell’oro sale a oltre 220 milioni di euro. [2, 4]
Per capirci: gli esperti stimano che per produrre un’oncia d’oro (circa 28 grammi, quanto basta per un paio di anelli) con questo sistema, servirebbe una quantità di energia elettrica dal costo di un milione di miliardi di dollari (un quadriliardo). [5, 6]
Perché allora lo fanno?
Nessuno al CERN vuole fare concorrenza alle miniere. Lo scopo di questa ricerca non era produrre il metallo prezioso, ma misurare con estrema precisione cosa succede quando i nuclei atomici si sfiorano ad altissima velocità. [5, 7, 8]
I dati raccolti servono a capire come evitare che i fasci di particelle devino dalla loro traiettoria, un problema che rischierebbe di danneggiare i magneti superconduttori da milioni di euro della struttura. L’oro, in questo caso, è stato solo lo “scarto” di un test di sicurezza e fisica teorica. [2, 9, 10, 11]
Se ti incuriosisce il lato economico delle mega-strutture scientifiche, ti interessa sapere quanto costa mantenere l’intero CERN all’anno o quali sono i veri obiettivi dell’esperimento ALICE? https://share.google/aimode/uQP1PwDBphKUkuAcx
Andrea Biasca-Caroni 