Du Moyen Âge à aujourd'hui · 500 à aujourd'hui
Le plomb changé en or : la transmutation réalisée
Ce qu’on raconte
Le rêve des alchimistes a été réalisé par la physique nucléaire.
Ce qu’on sait
La chimie ne peut pas transformer un élément en un autre, mais la physique nucléaire le peut, en modifiant le nombre de protons des noyaux : c'est la transmutation, entrevue dès 1919 par Ernest Rutherford. Dès 1941, des physiciens de Harvard (Rubby Sherr, Kenneth Bainbridge et Hans Anderson) obtinrent des isotopes radioactifs de l'or en bombardant du mercure avec des neutrons. En 1980, l'équipe du chimiste Glenn Seaborg, prix Nobel, au laboratoire Lawrence de Berkeley, transforma du bismuth, voisin du plomb, en quelques milliers d'atomes d'or dans l'accélérateur Bevalac, en arrachant des protons et des neutrons aux noyaux ; les résultats furent publiés en 1981. Le coût dépassait de très loin la valeur de l'or obtenu. En mai 2025, la collaboration ALICE du CERN a publié la mesure de la transformation de plomb en or dans le Grand Collisionneur de hadrons (LHC) : lors de « collisions ultrapériphériques », où deux noyaux de plomb se frôlent sans se toucher à 99,999993 % de la vitesse de la lumière, leurs champs électromagnétiques intenses produisent des photons qui peuvent arracher trois protons à un noyau de plomb (82 protons), qui devient alors un noyau d'or (79 protons). Les détecteurs ont compté les protons et neutrons éjectés pour identifier ces événements, qui produisent aussi du thallium et du mercure.
Zones d’ombre
Aucune de ces méthodes ne permet de produire de l'or en quantité utile : l'énergie et le coût nécessaires dépassent de milliards de fois la valeur du métal obtenu, et l'or ainsi formé est souvent radioactif ou instable. Ces expériences servent surtout à étudier la structure des noyaux et à mieux comprendre les pertes de faisceau dans les accélérateurs.
Détail étrange
Pendant toute la deuxième période d'exploitation du LHC (2015-2018), environ 86 milliards de noyaux d'or ont été créés, soit une masse totale d'environ 29 picogrammes, 29 millièmes de milliardième de gramme ; ces noyaux, très rapides, se brisent presque aussitôt en heurtant les parois de l'accélérateur. Les alchimistes associaient le plomb et l'or notamment parce que ces deux métaux ont des densités proches.