Pakina, Tuomo Tiainen: Alkuaine vanadiinin sähköiset seikkailut

Osa 8. Alkuaine vanadiini pohtii näkemäänsä

Kun alkuaine vanadiini oli päässyt läpi reiällisen seinän suurimmasta reiästä (ks. edellinen pakina Materia 4/2023), se totesi tulleensa samanlaiseen säiliöön kuin se, josta se oli lähtenyt. Säiliössä oli samanlainen ohut hiilihuopalaatta kuin aikaisemmassakin. Säiliö oli myös täynnä samankaltaista nestettä, jota pumppu pyöritti kahden säiliön välillä. Alkuaine vanadiini tunnisti nesteestä samat vanadiini-, happi-, rikki- ja vetyatomit kuin siinäkin säiliöparissa, josta se oli tänne tullut.

Nesteen koostumus tuntui nyt kuitenkin hiukan erilaiselta ja se sai vanadiiniatomit hakeutumaan jälleen yhteyteen happiatomien kanssa. Sen sijaan, että ne olisivat muodostaneet kahden vanadiini- ja viiden happiatomin ryppäitä, kukin vanadiiniatomi oli sitoutunut vain yhteen happiatomiin. Tältä kahden atomin kokonaisuudelta puuttui elektroneja. Lisäksi nesteessä oli mukana kahden vetyatomin ja yhden happiatomin muodostamia ryhmiä, jotka olivat sitoutuneet toisiinsa vetyatomien luovuttamien kahden elektronin välityksellä.

Pumpun käydessä ja nesteen virratessa hiilihuopalaatan läheisyyteen joutuneet vety- ja happiatomien ryhmittymät hajosivat alkuaine vanadiinin silmien edessä. Happiatomi mukanaan molempien vetyatomien elektronit liittyi lähimpään vanadiini- ja happiatomin ryhmittymään, jolloin ryhmittymästä vapautui yksi elektroni. Se livahti saman tien huopalaattaan, joka toimi nyt elektronien imurina, ja katosi sinne. Jäljelle jääneet kaksi elektronitonta vetyatomia taas hakeutuivat reiällisen seinän läheisyyteen ja luikahtivat sujuvasti reikien läpi seinän sille puolelle, josta alkuaine vanadiini oli juuri ahtautunut nykyiseen sijaintiinsa.

Pumpun pyörittämä nestekierto jatkui, kunnes lähes kaikki vanadiiniatomit olivat sitoutuneet nyt yhden vanadiiniatomin ja kahden happiatomin muodostamiin ryhmittymiin ja elektronittomat vetyatomit olivat kadonneet reiällisen seinän toiselle puolelle. Pumppu pysähtyi, ja tilanne jähmettyi paikoilleen. Seurasi jälleen pitkähkö jännittynyt odottelu ja arvailu tulevista tapahtumista.

Pumpun lopulta jälleen käynnistyessä alkuaine vanadiini näki, että tapahtumat etenivät seinän tälläkin puolella käänteisessä järjestyksessä edelliseen käyntikertaan verrattuna. Hiilihuopalaatta alkoi pulputa elektroneja ja elektronittomat vetyatomit palasivat takaisin seinän reikien läpi. Yhden vanadiiniatomin ja kahden happiatomin ryhmittymistä irtautui yksi happiatomi, joka muodosti kahden elektronittoman vetyatomin kanssa hyvin harmoniselta ja kiinteältä vaikuttavan ryhmittymän.

Näin edettiin, kunnes lähes kaikki matkaltaan palanneet elektronittomat vetyatomit oli näin kulutettu ja vanadiiniatomit olivat alkuperäisissä yhden vanadiini- ja happiatomin muodostamissa, elektroneja kaipaavissa ryhmissään. Pumppu pysähtyi, ja tilanne jähmettyi paikoilleen.

Alkuaine vanadiini yritti selvittää itselleen, mitä se oli oikeasti nähnyt. Se oli nähnyt kaksi reiällisen väliseinän toisistaan erottamaa lähes identtistä systeemiä, jotka kuitenkin toimivat yhtenä kokonaisuutena. Se oli nähnyt, että kummassakin systeemissä tapahtui läsnä olevien atomien keskinäisessä vuorovaikutuksessa ja ryhmittymisessä muutoksia.

Yhdessä vaiheessa muutokset etenivät yhteen suuntaan niin pitkälle kuin muutettavaa oli ja palautuivat ennalleen seuraavassa vaiheessa. Vaikka nuo muutokset kummassakin systeemissä olivat erilaisia, olivat vanadiiniatomit keskeisessä roolissa näissä muutoksissa molemmissa systeemeissä.

Alkuaine vanadiini oli nähnyt myös, että selkeästi systeemistä toiseen kykenivät liikkumaan vain elektroniaan vailla olevat vetyatomit reiällisen seinän läpi. Vanadiini- ja muut läsnä olevat atomit voivat liikkua systeemistä toiseen vain hyvin vaivalloisesti, jos ollenkaan. Ja kuitenkin juuri vanadiiniatomit osallistuivat kaikkiin muutoksiin kummassakin systeemissä. Tämän täytyi jotenkin liittyä siihen vanadiiniatomien erityiskykyyn luovuttaa useita elektronejaan niitä tarvitseville ja toisaalta vastaanottaa niitä, jota alkuaine vanadiini oli jo aiemmin pohtinut.

Niin, ne elektronit…Niitä syntyi kokonaisuuden toisessa osasysteemissä tapahtuvien muutosten seurauksena, ja ne luikahtivat saman tien osasysteeminsä hiilihuopalaattaan kadoten jonnekin. Samaan aikaan niitä pulpahteli esiin toisen osasysteemin huopalaatasta ja ne ikään kuin varastoituivat tähän toiseen osasysteemiin vanadiiniatomien kaapatessa niitä itselleen. Muutosten palautuessa tämän osasysteemin elektronit vapautuivat vanadiiniatomeista ja hakeutuivat välittömästi osasysteeminsä huopalaattaan kadoten jonnekin.

Samaan aikaan alkoi toisen osasysteemin huopalaatasta pulputa elektroneja, jotka sitoutuivat tämän osasysteemin palautuviin muutoksiin. Tämän kaiken täytyi tarkoittaa sitä, että osasysteemien hiilihuopalaattojen välillä oli elektronien käytettävissä jonkinlainen kulkuyhteys. Sen piti olla elektronien mielestä myös helpompi tai muuten edullisempi kuin kulkeminen osasysteemejä erottavan reiällisen seinän läpi. Siitähän lähes massattomat elektronit olisivat muuten päässeet hyvin sujuvasti osasysteemiä vaihtamaan.

Alkuaine vanadiini tunsi itsensä hyvin uupuneeksi näistä syvällisistä pohdinnoistaan. Se tunsi kuitenkin edistyneensä ymmärryksessään ja olevansa hyvin lähellä kokonaisuuden käsittämistä. Jokin ratkaiseva oivallus kuitenkin vielä puuttui, ja alkuaine vanadiini päätti antaa ongelman hautua mielessään. Ties vaikka ratkaisu löytyisi tätä kautta ihan itsestään.

Näitä miettien alkuaine vanadiini vaipui hyvin ansaittuun uneen, ja mekin jätämme sen työstämään aihetta alitajunnassaan. Seuraavat tarinat selvittänevät, löysikö alkuaine vanadiini ratkaisun ongelmaansa.