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» » » El viejo sueño de la Alquimia: convertir plomo en oro

por John Matson, 31 de enero 2014

Durante cientos de años los alquimistas trabajaron en sus laboratorios para producir esa sustancia mítica conocida como la piedra filosofal. Se decía que un material supuestamente denso, ceroso y rojo sería capaz de convertirse en sinónimo de la crisopoeia alquimista, una metamorfosis o transmutación de los metales básicos como el plomo, en oro.

Los alquimistas, a menudo, han sido descartados como pseudocientíficos charlatanes, pero en muchos aspectos pavimentaron el camino para la química y la medicina modernas. Los alquimistas de los siglos XVI y XVII desarrollaron nuevas técnicas experimentales, medicamentos y otros brebajes químicos, como los pigmentos. Y muchos de ellos "eran increíblemente buenos experimentadores", aduce Lawrence Principe, un químico y historiador de la ciencia de la Universidad Johns Hopkins. "Cualquier profesor de química moderna de hoy estaría muy contento de contratar a algunos de estos chicos como técnicos de laboratorio . "Los alquimistas contaron entre sus filas al científico de origen irlandés Robert Boyle, reconocido como uno de los fundadores de la química moderna, a Paracelso, médico pionero de origen suizo, y al físico inglés, Isaac Newton.

Pero a pesar de la potencia intelectual de los alquimistas y de su perspicacia de experimentación, la piedra filosofal siempre se mantenía fuera de su alcance. El problema, dice Príncipe, es que los alquimistas aún no sabían que el plomo y el oro eran diferentes elementos atómicos, la tabla periódica estaba aún a cientos de años de distancia en el tiempo. Los alquimistas, sin embargo, los consideraban compuestos híbridos, y por tanto susceptibles de modificaciones químicas por reacciones en el laboratorio, en vano perseguían el sueño de crisopoeia.

Con el amanecer de la era atómica, en el siglo XX, la transmutación de los elementos, finalmente, se hizo posible. Hoy en día los físicos nucleares transforman de forma rutinaria un elemento en otro. En los reactores nucleares comerciales, los átomos de uranio se rompen para producir núcleos más pequeños de elementos como el xenón y el estroncio, así como aprovechar el calor para generar electricidad. En los reactores de fusión experimentales se fusionan isótopos pesados ​​de hidrógeno  para formar helio. (Un elemento se define por el número de protones de su núcleo, mientras que el isótopo de un elemento dado se determina por la cantidad de neutrones).

Pero, ¿qué hay de la transmutación legendaria del plomo en oro? De hecho, es posible, todo lo que se necesita es un acelerador de partículas, una vasta oferta de energía y una muy baja expectativa de la cantidad de oro con la que se va a terminar. Hace más de 30 años, los científicos nucleares del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) en California, lograron producir muy pequeñas cantidades de oro del bismuto, un elemento metálico adyacente al plomo en la tabla periódica. El mismo proceso podría funcionar para el plomo, pero aislar el oro al final de la reacción resultó bastante más difícil, explica David J. Morrissey, uno de los científicos de la Universidad Estatal de Michigan que ahora han llevado a cabo la investigación. "Podríamos haber usado el plomo en los experimentos, pero utilizamos el bismuto porque sólo tiene un isótopo estable", dice Morrissey. La naturaleza homogénea del elemento significa que es más fácil separar el oro del bismuto que del plomo, el cual tiene cuatro identidades isotópicas estables.

Usando el acelerador de partículas Bevalac del LBNL, Morrissey y sus colegas impulsaron haces de carbono y núcleos de neón casi a la velocidad de la luz y luego los estrellaron contra las láminas de bismuto. Cuando un núcleo de alta velocidad del haz chocó con el átomo de bismuto hizo que se desprendiera parte del núcleo de bismuto, dejando atrás un átomo ligeramente disminuido. Al tamizarlo del resto de partículas, el equipo halló un número de átomos transmutados en los cuales, cuatro protones habían sido removidos de un átomo de bismuto para producir oro. En los cuatro protones, las reacciones inducidas por esas colisiones habían eliminado entre seis y 15 neutrones, produciendo una gama de isótopos de oro, desde el oro 190 (79 protones y 111 neutrones) al oro 199 (79 protones y 120 neutrones), según informaron los investigadores en la edición de marzo de 1981 en Physical Review.

La cantidad de oro producida era tan pequeña que Morrissey y sus colegas tuvieron que identificarlo a traves de la medición de la radiación emitida por los núcleos inestables del oro, ya que se descomponían en el transcurso de un año. Además de los diversos isótopos radiactivos de oro, las colisiones de partículas presumiblemente produjeron cierta cantidad del isótopo estable del oro 197 (el propio de las alianzas de boda y los lingotes de oro), pero debido a que no se descomponen los investigadores no pudieron confirmar su presencia. "El isótopo estable tendría que ser observado por un espectrómetro de masas", dice Morrissey; "pero creo que el número de átomos estaba, y sigue estando, por debajo del nivel de detección de la espectrometría de masas."

Aislar tan diminutas cantidades de oro sería más difícil aún que usar plomo como material de partida; sin embargo, romper los núcleos a alta velocidad del plomo daría lugar a completar realmente la transmutación tan buscada. De algunas de las colisiones podría esperarse que eliminaran tres protones de plomo, o un protón del mercurio, a fin de producir oro. "Es relativamente sencillo convertir el plomo, el bismuto o el mercurio en oro", aduce Morrissey. "El problema es que la tasa de producción es demasiado pequeña, y la energía necesaria y el dinero gastado superan con creces la producción de dichos átomos de oro."

En 1980, cuando se llevó a cabo el experimento del bismuto al oro, la ejecución de haces de partículas a través dl Bevalac costó alrededor de 5.000 dólares la hora, “y probablemente lo utilizamos alrededor de un día", recuerda Walter Loveland, químico nuclear de la Universidad Estatal de Oregón y uno de los investigadores del proyecto. Glenn Seaborg, que compartió el Premio Nobel de Química en 1951 por su trabajo con elementos pesados, muerto en 1999, fue el autor principal del estudio. "Costaría más de mil billones de dólares producir una onza de oro mediante este experimento", declaró Seaborg ese año a Associated Press. ¿El precio actual de la onza de oro en aquel momento? Alrededor de 560 dólares.


- Imágenes: "El alquimista" (1853), de Sir William Fettes Douglas (1822-1891), y 1 onza de oro fino, en Wikipedia 
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