Thí nghiệm gây kinh ngạc vì làm cho loài ếch có thể bay

Năm 2000, Giải Ig Nobel - giải thưởng tôn vinh những nghiên cứu khiến người ta "cười trước, sau đó suy nghĩ" đã thuộc về thí nghiệm "Ếch bay" năm 1997.

Thành tựu này là công trình của tiến sĩ Andre Geim và nhóm nghiên cứu của ông, những người đã tìm ra cách làm cho các sinh vật sống và vật vô tri nổi lơ lửng bằng cách sử dụng từ trường cực mạnh.

Điều thú vị là tiến sĩ Geim sau đó đã giành được một giải Nobel thực sự cho khám phá về graphene, một minh chứng cho thấy những ý tưởng kỳ lạ nhất đôi khi lại dẫn đến những thành tựu vĩ đại.

Tính nghịch từ và lực nâng vô hình

Nguyên lý cốt lõi đằng sau thí nghiệm "Ếch bay" là tính nghịch từ (diamagnetism). Mặc dù các kim loại như sắt và coban thường được nghĩ đến khi nhắc đến từ tính mạnh, nhưng thực tế là mọi vật thể, dù sống hay vô tri, đều có từ trường.

Tính nghịch từ là một hiệu ứng cơ học lượng tử xảy ra khi các nguyên tử và electron chuyển động tạo ra một trường. Khi vật thể được đặt trong một nam châm điện cực mạnh, trường này có thể đẩy lùi các lực từ đối nghịch. Hiện tượng này xảy ra với bất kỳ vật thể nào có đủ electron, bao gồm cả các sinh vật sống như ếch hay dế.

Geim và các đồng nghiệp đã kiểm chứng lý thuyết này bằng cách đặt một con ếch sống vào cổ họng của một nam châm tạo ra từ trường cực cao.

Kết quả thật bất ngờ: con lưỡng cư này bay lên không trung và lơ lửng như một vị thần. Thí nghiệm đã chứng minh một cách trực quan rằng lực nghịch từ đủ mạnh có thể chống lại trọng lực.

Ứng dụng từ vũ trụ đến y học

Thí nghiệm "Ếch bay" nổi tiếng đến mức nó không chỉ giành được giải thưởng Ig Nobel mà còn thu hút những yêu cầu kỳ lạ. Thậm chí, một lãnh đạo tôn giáo đã đề nghị trả một triệu bảng Anh nếu Geim có thể làm ông bay lên trước giáo đoàn của mình.

Về mặt khoa học nghiêm túc, thí nghiệm đã được xác nhận là không gây ra bất kỳ tác dụng phụ tiêu cực nào lên các đối tượng sống. Hơn nữa, lực nâng phản từ này có nhiều ứng dụng quan trọng trong công nghiệp và nghiên cứu.

Đáng chú ý nhất là khả năng mô phỏng trọng lực bằng không ngay trên Trái Đất. Việc khiến các sinh vật sống bay lơ lửng trên mặt đất rẻ hơn rất nhiều so với việc đưa chúng ra ngoài không gian, giúp các nhà khoa học nghiên cứu tác động của môi trường không trọng lực lên sinh học.

Hiện nay, các nhà khoa học vẫn đang nghiên cứu và phát triển công nghệ này, bao gồm cả việc cải thiện hiểu biết về thuốc bằng cách làm cho tế bào bay lơ lửng.

Mặc dù việc làm cho con người bay lên bằng từ tính vẫn còn là thách thức do giới hạn không gian của các nam châm mạnh nhất, nhưng nguyên lý đằng sau "Ếch bay" vẫn là một minh chứng hùng hồn cho sự kỳ diệu và tiềm năng không giới hạn của vật lý lượng tử.