Alchemisten droomden er eeuwenlang van: goud maken uit lood. Nu is het natuurkundigen bij CERN daadwerkelijk gelukt — zij het onbedoeld, in microscopische hoeveelheden en bepaald niet op een manier die rijkdom oplevert.

Onderzoekers van het ALICE-experiment bij de Large Hadron Collider (LHC) in Zwitserland maakten goud toen zij loodkernen met bijna de lichtsnelheid langs elkaar heen schoten. Het doel was niet om edelmetaal te produceren, maar om omstandigheden vlak na de oerknal na te bootsen.

Lood en goud zijn verschillende elementen, maar het verschil is verrassend overzichtelijk. Een loodatom heeft 82 protonen in zijn kern; goud heeft er 79. Haal dus precies drie protonen uit een loodatom en er blijft, in theorie, een goudkern over.

Dat is precies wat af en toe gebeurde in de deeltjesversneller. De loodkernen botsen niet altijd frontaal. Vaak scheren ze rakelings langs elkaar, waarbij hun enorme elektrische velden elkaar beïnvloeden. Die velden zijn krachtig genoeg om protonen uit een kern los te rukken.

Verliest een loodkern één proton, dan ontstaat thallium. Bij twee protonen is het kwik. Bij drie protonen: goud.

De opbrengst is indrukwekkend vanuit wetenschappelijk perspectief, maar financieel totaal zinloos. Tijdens de metingen ontstonden naar schatting 89.000 goudkernen per seconde. Over de hele onderzoeksperiode ging het om ongeveer 29 biljoenste gram goud.

Zelfs als je alle goudkernen zou kunnen verzamelen — wat niet kan — zou de waarde ervan verwaarloosbaar zijn. Bovendien kost het laten draaien van de LHC vanzelfsprekend aanzienlijk meer dan de waarde van deze ultrakleine goudproductie.

Voor de onderzoekers is het gevormde goud niet eens een bonus, maar vooral een hinderlijk neveneffect. Zodra een loodkern protonen kwijt is, volgt hij niet langer de nauwkeurig berekende baan in de vacuümbuis van de versneller. Binnen microseconden botst zo’n veranderde kern tegen de wand van de installatie.

Dat maakt de bundel loodionen geleidelijk minder intens. Juist daarom willen CERN-wetenschappers dit proces goed begrijpen: het helpt hen huidige experimenten beter te interpreteren en toekomstige, nog krachtigere versnellers te ontwerpen.

De middeleeuwse alchemist zou zich waarschijnlijk verbazen: lood in goud veranderen blijkt mogelijk, maar vereist een van de grootste en duurste wetenschappelijke machines ter wereld — en levert vrijwel niets op.

De echte winst zit dus niet in het goud, maar in de kennis over extreem sterke elektromagnetische velden en de toestand van materie in het jonge heelal.