Alchemisten-Traum wird wahr Forschende des Cern verwandeln Blei in Gold

Der Traum der Alchemisten im Mittelalter wird im 21. Jahrhundert wahr: Wissenschaftler*innen des Kernforschungszentrums Cern haben Blei in Gold verwandelt. Der Durchbruch hat aber einen gewichtigen Haken.

Entgegen landläufiger Meinung waren die Alchemisten des Mittelalters keineswegs Spinner. Immerhin war ihre Arbeit eine frühe Form der Wissenschaft, aus der schliesslich die Chemie herging. Sie beschäftigten sich mit Vorgängen der Natur, aus deren Erscheinungsformen sie Materialien für den alltäglichen Gebrauch herstellten. 

Aber nicht nur, wie man Fleisch konserviert oder Milch in Käse verwandelt, war ihr Anliegen. Sie strebten auch danach, unedle Metalle wie Eisen oder Blei zu edlen Metallen wie Gold und Silber zu transformieren.

Fusste etwa auch dieses Bemühen auf wissenschaftlichem Boden? Den Traum der Vorwissenschaftler jedenfalls konnten Forschende unserer Zeit nun endlich erfüllen: Sie haben aus Blei Gold erzeugt.

Man nehme einen Teilchenbeschleuniger …

Gelungen ist das den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern am Europäischen Kernforschungszentrum Cern in Genf. Und das nicht etwa durch Zauberei, sondern mit Hilfe eines hochkomplexen technischen Geräts: des Large Hadron Collider (LHC).

In dem Teilchenbeschleuniger hat das so genannten ALICE-Team einen «neuen Mechanismus» angewandt, wie die Forschungseinrichtung berichtet. Im fast 27 Kilometer langen Ringtunnel des LHC wurden Bleikerne fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt.

Kollidieren die Kerne miteinander, entsteht Quark-Gluon-Plasma, ein «heisser und dichter Materiezustand», von dem man annimmt, «dass er das Universum etwa eine Millionstel Sekunde nach dem Urknall erfüllte», so das Cern.

Weitaus häufiger als ein Zusammenprall ist aber, dass die Bleikerne sich knapp verfehlen. Dabei können die elektromagnetischen Felder, welche die Kerne umgeben, Wechselwirkungen zwischen den Photonen oder zwischen Photonen und Kernen auslösen.

… und entferne Protonen aus den Bleiatomen

Dadurch gerät die innere Struktur des Kerns in Schwingung, was zum Ausstoss einer kleinen Anzahl von Neutronen und Protonen führt. Zur Einordnung: Ein Bleikern enthält 82 Protonen, ein Goldkern 79. Heisst also: «Um Gold zu erzeugen (…), müssen in den LHC-Strahlen drei Protonen aus einem Bleikern entfernt werden», so das Cern.

Das ist den Forschenden mehr als gelungen: Während des zweiten Laufs, zwischen 2015 und 2018, konnten sie etwa 86 Milliarden Goldkerne erzeugen und in dritten Durchlauf fast doppelt so viel wie im vorausgegangenen.

Das klingt nach viel, ist es aber nicht. Das Cern veranschaulicht das Ergebnis an einem Beispiel: Die Gesamtmenge des dritten Laufs sei «immer noch Billionen Mal geringer als für die Herstellung eines Schmuckstücks erforderlich wäre.»

Hätten die Alchemisten das gewusst, wie unsinnig wäre ihnen ihre Anstrengung vorgekommen. «Der Traum der mittelalterlichen Alchimisten hat sich zwar technisch erfüllt», schreibt das Forschungszentrum, «aber ihre Hoffnungen auf Reichtum sind wieder einmal enttäuscht worden.»