Fysici bij natuurkunde-instituut Cern in Genève hebben een lang vervlogen droom van alchemisten waargemaakt: ze produceerden goud uit lood door met hoge snelheid atoomkernen op elkaar te knallen.
is wetenschapsredacteur voor de Volkskrant. Hij schrijft over sterrenkunde, natuurkunde en ruimtevaart.
Waar goud maken uit lood met behulp van alleen chemische reacties onmogelijk is, zo moesten zelfs de meest optimistische alchemisten uit de zeventiende eeuw uiteindelijk toegeven, daar blijkt iets soortgelijks met een moderne deeltjesversneller relatief eenvoudig. Dat schrijven onderzoekers verbonden aan het Alice-experiment van deeltjesversneller LHC (Large Hadron Collider) deze week in het vakblad Physical Review C.
In de deeltjesfysica is de afstand tussen goud en lood een stuk kleiner dan deze lijkt met alleen het gereedschap van een alchemist. ‘Wat voor soort materiaal je krijgt is volledig afhankelijk van het aantal protonen in een atoomkern’, zegt deeltjesfysicus Ivo van Vulpen, niet betrokken bij het experiment in Genève. ‘Heb je 82 protonen, dan heb je lood. Heb je er 79, dan heb je goud.’
Wanneer fysici loodatomen met bijna de lichtsnelheid op elkaar schieten, schampen ze elkaar af en toe. Daarbij ontstaan extreme magneetvelden die positief geladen protonen uit de atoomkern kunnen lostrekken. Verwijder je op die manier drie protonen uit de atoomkern van lood, dan heb je goud gemaakt.
Overigens produceert het experiment op soortgelijke wijze ook onder meer thallium (81 protonen) en kwik (80 protonen). ‘Alleen heeft goud iets magisch, daar slaan we als mensen toch het snelst op aan’, zegt Van Vulpen.
Het maken van goud is geen doel van het Alice-experiment. Door atoomkernen met bijna de lichtsnelheid op elkaar te knallen, scheppen fysici in de LHC een materietoestand met zeer hoge dichtheid, zoals bestond kort na de oerknal.
Tegenwoordig komt zoiets alleen nog voor in het diepst van bizarre voorwerpen zoals neutronensterren, die met hun enorme zwaartekracht de druk in hun binnenste tot grote hoogten laten stijgen.
Met het botsingsexperiment hopen fysici te doorgronden hoe de natuur zich onder die extreme omstandigheden gedraagt, iets dat hen helpt te ontdekken hoe de werkelijkheid op het meest fijnmazige niveau in elkaar zit.
Hoewel fysici al langer wisten dat als bijeffect van die experimenten in de versnellers soms goud ontstaat, blijkt uit hun recente analyse in de LHC dat dit daadwerkelijk ook gebeurt.
‘Dit soort analyses doe je om zeker te weten dat je perfect begrijpt hoe het experiment werkt’, zegt Van Vulpen. ‘Daardoor kun je ook meer vertrouwen hebben in de andere uitkomsten.’
De fysici becijferden dat het Alice-experiment tussen 2015 en 2018 zo’n 86 miljard goudkernen produceerde. Hoewel dat klinkt als een flinke opbrengt, is dat in de praktijk niet erg veel: slechts zo’n 29 biljoenste van een gram.
Dat kleine beetje goud blijft bovendien maar kort bestaan. Na grofweg een microseconde knallen de kernen weer tegen de meetapparatuur op, of verbrokkelen tot kleinere deeltjes.
De deeltjesversneller LHC gebruiken als goudmijn is daarom helaas niet mogelijk. Zelfs als het goud wél langdurig zou blijven bestaan, zijn de kosten die je moet maken voor zo’n kleine opbrengst vele malen hoger dan de waarde van het gecreëerde edelmetaal rechtvaardigt.
Luister hieronder naar onze wetenschapspodcast Ondertussen in de kosmos. Kijk voor al onze podcasts op volkskrant.nl/podcasts.
Alles over wetenschap vindt u hier.
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant