Alchemija vėl grįžta į madą. Naudodami galingus lazerio impulsus fizikai verčia vienus cheminius elementus kitais. Tik šįkart niekas jau nebekalba apie auksą.

   "Prieš keletą dienų mes atlikome eksperimentą, kurio metu auksą pavertėme gyvsidabriu," sako Strathclyde universiteto Glasgow mieste (Škotija) lazerių specialistas Kenas Ledinghamas. Toks pasiekima gal ir nepadarytų didelio įspūdžio viduramžių alchemikams, kurie siekė priešingo tikslo - paprastus metalus paversti auksu. Bet visa tai gali būti naujos revoliucijos moksle pradžia. Lazerių panaudojimas verčiant vienus cheminius elementus kitais reiškia, kad po kelių metų mokslininkai galės užsiimti alchemija sėdėdami prie savo kompiuterių ir tai turės milžiniškų pasekmių įvairiuose taikymuose - nuo medicinos iki branduolinės energetikos.

Daug XVII a. alchemikų manė, kad transmutacijos padės išgydyti visas ligas.

   Senovės alchemikai taip niekuomet ir nepriartėjo prie aukso sukūrimo. Jų eksperimentuose būdavo pasitelkiama paprasta chemija, kuri manipuliuoja tik elektronais, esančiais atomų paviršiniuose sluoksniuose. Tikrajai alchemijai reikia, kad būtų keičiamas atomo branduolys. Reikia arba į jį pridėti daugiau protonų ir neutronų, arba dalį jų iš branduolio pašalinti. Tik pakeitus protonų skaičių galima vieną elementą paversti kitu, o neutronų skaičiaus paderinimas leidžia pakeisti atomų stabilumą, nestabilų izotopą paverčiant stabiliu arba atvirkščiai.

   Po to kai 1919 m. Ernestas Rutherfordas "suskaldė atomą", žinojome kad vieną elementą kitu galima paversti bombarduojant atomus tokiomis dalelėmis kaip protonai ar neutronai. Bendrai paėmus, tam reikia branduolinių reaktorių arba elementarių dalelių greitintuvų, sudarytų iš kilometrų ilgio tunelių su milžiniškais superlaidžiais magnetais, tačiau Ledinghamui ir jo kolegoms šiam darbui teprireikė lazerio. Tiesa, šis lazeris pats yra didžiulis. Vulkanu vadinamas lazeris stovi Oksfordšure esančioje Rutherford Appleton laboratorijoje; jis yra pats galingiausias pasaulyje lazeris ir užima tiek vietos, kiek nedidelis viešbutis. Bet lazerių technologija progresuoja labai sparčiai ir po kokių 5 metų tokios pat galios kaip Vulkanas lazeris tikriausiai tilps ant vieno laboratorinio stalo. Būtent tada transmutacija - elementų keitimas vieni kitais - turėtų pribręsti platesniems taikymams.

   Ledinghamas ir jo kolegos panaudojo Vulkaną pridėdami prie aukso branduolių protonus ir šitaip sukurdami gyvsidabrį. Bet naujoji alchemija leidžia kur kas daugiau nei paprasčiausiai keisti vieną sunkų metalą kitu. Savo straipsnyje, paskelbtame žurnale "Journal of Physics D", grupė svarsto viliojančią pavojingų radioaktyvių atliekų neutralizavimo galimybę. Jie panaudojo Vulkaną versdami jodą-129, izotopą, kuris lieka radioaktyvus milijonus metų, jodu-128, suskylančiu per kelias minutes.

   Norėdami atlikti transmutacijos eksperimentą mokslininkai apšaudė aukso taikinį pikosekundiniais lazerio impulsais. Intensyvus lazerio pluoštelis paversdavo aukso atomus iš plikų branduolių ir elektronų sudaryta plazma, kuri vėliau spinduliavo gama spindulius, praeinančius per likusią taikinio dalį. Šie intensyvūs gama spinduliai susidurdavo su jodo-129 atomais ir jų branduolius pakratydavo taip stipriai, jog atsikabindavo vienas neutronas.

   Branduolinių atliekų transmutavimas ilgą laiką buvo laikomas vienu patraukliausių bjauriųjų atominių elektrinių atliekų sudorojimo būdu. Prancūzijos, kurioje atominė energetika pagamina iki 80 proc. šalies elektros energijos, mokslininkai yra įpareigoti tirti transmutaciją įstatymiškai. JAV taip pat egzistuoja nacionalinė šios alchemijos rūšies tyrimų programa, o britų vyriausybė svarsto ar nereikėtų panašios programos pradėti vykdyti ir šioje šalyje. Iki šiol vienintelis žinomas transmutavimo būdas naudojo modifikuotus branduolinius reaktorius, kuriuose branduolinio skilimo metu atsiradę neutronai susidūrinėdavo su nepageidaujamaisiais izotopais ir juos suskaldydavo. Tačiau daugelis prieš branduolinę energetiką pasisakančių grupių laiko visa tai tik sąmokslu, kurio tikslas yra branduolinės energetikos atgaivinimas.

   Lazerinės transmutacijos šalininkai sako, kad ji nekeltų tiek daug prieštaravimų bei potencialiai leistų susitvarkyti su jau egzistuojančiomis atliekomis. Jau dešimtojo dešimtmečio pradžioje kilo pirmosios didelės galios lazerių panaudojimo elementų transmutavimui idėjos. Pirmą kartą lazerio sukeltas branduolinis skilimas buvo pademonstruotas 2000 m. Lawrence Livermore laboratorijoje Kalifornijoje. Dabar, Ledinghamo nuomone, lazerius jau reikia laikyti rimta alternatyva transmutacijai reaktoriuose.

   Bet visa tai dar nebus labai greitai. Kadangi lazerio spinduliuotę reikia paversti gama spinduliais, o tik labai maža jų dalis vėliau susiduria su taikinio atomais, Ledinghamo pademonstruotasis procesas yra be galo neefektyvus. Jo bandymuose iš jodo-129 jodu-128 pavyko paversti vos tris milijonus atomų - mažiau nei vieną milijardinę miligramo dalį medžiagos. Norint paversti visą poros centimetrų skersmens bandinį būtų tekę iššauti lazeriu daugiau kaip 1017 kartų, tam sunaudojant begalę energijos. Tam gali prireikti net atskiros elektrinės. Be to, kol kas lazeris sugeba iššauti vos vieną kartą į valandą.

   Alchemikai ne tik naikina nepageidaujamus izotopus - jie taip pat gali sukurti ir naujus elementus. Branduolinės fizikos atstovai gali pagaminti viską, kas egzistuoja gamtoje, ir dar daugiau. Pavyzdžiui, ką tik darmštačiu buvo pavadintas elementas, turintis 110 protonų. Tokio elemento gamtoje nėra, bet jis buvo sukurtas greitintuve, stovinčiame Vokietijoje, Darmštato mieste.

   Patys pirmieji praktiniai naujosios alchemijos taikymai tikriausiai įvyks medicininėje fizikoje, o tai, tikrai nudžiugintų tikruosius alchemikus, maniusius, kad transmutacijos gali pagelbėti gydant ligas. Alchemija labai padės kuriant medicinoje naudojamus radioizotopus. Pavyzdžiui, fluoras-18 skildamas išspinduliuoja pozitronu vadinamą antidalelę, kuri sutikusi elektroną anihiliuoja virsdama energijos pliūpsniu. Jeigu tai vyksta žmogaus kūno viduje, išorėje esantys detektoriai gali užregistruoti išspinduliuotuosius fotonus ir nustatyti fluoro izotopo buvimo vietą. Ši pozitronine tomografija vadinama metodika dažnai naudojama diagnozuojant navikus.

   Fluoras-18 ir kiti medicinoje naudojami radioizotopai privalo suskilti greitai, iškart pabaigus paciento skenavimą. Dabar jie yra gaminami nedideliuose dalelių greitintuvuose, kuriuos teturi vos kelios ligoninės. Ledinghamas mano, kad po 5 metų fluoro-18 izotopus lazerio pagalba galės pasigaminti daugelis ligoninių.

   Siekdami tai įrodyti mokslininkai jau panaudojo Vulkaną iš deguonies gaminant fluorą-18. Vieną kartą iššovus lazeriu buvo pagaminta dešimtoji vienam pacientui reikalingo radioizotopo dalis.