Ученые NASA добились левитации лабораторных животных

Желание обмануть природу и научиться летать преследует человека с того времени, как наши далекие предки впервые увидели парящую в небе птицу. Мечта о самостоятельном полете толкает энтузиастов на различные эксперименты с законом всемирного тяготения. Одной из возможностей познать щемящее ощущение свободного полета уже несколько столетий считается левитация, секрет которой, как думали ранее, был доступен только медиумам. Но, как и многие другие невероятные вещи, левитация была проанализирована учеными с позиции физических закономерностей.

И вот, совместив в лабораторных условиях все необходимые параметры для воспроизведения свободного парения, исследователи NASA впервые за всю историю изучения левитации инициировали полет живого существа. Эксперты из лаборатории реактивного движения в Пасадене создали магнит со сверхпроводящей обмоткой, которая производит достаточно сильное поле для того, чтобы оторвать от пола мышь. Для физиков это огромный прорыв в экспериментах с магнитными полями, ведь предыдущие опыты с участием другой крупной живности — лягушек и змей — оканчивались неудачей.

Хотя с помощью мощного магнитного поля ученым удавалось заставить лягушку оторваться от пола, увеличить высоту полета и управлять направлением движения у ученых не получалось. Ранее, пользуясь эффектом поля, удерживавшего в воздухе предметы, китайские исследователи из Северо-западного политехнического института в Сиане заставили летать головастиков, пауков и мальков рыб. Чтобы подопытные животные взмыли над землей, физики помещали их в пространство между ультразвуковым передатчиком и отражателем, которые при взаимодействии создавали поле звукового давления. Именно это поле и не давало объекту упасть. Подобный способ левитации мелких животных был даже отмечен премией по физике. Правда, вряд ли подобному поощрению обрадовались ученые, подвесившие в воздухе лягушку. Так, в 2000 году голландский физик Андре Гейм и его коллега Майкл Берри из Университета Бристоля получили Нобелевскую премию за использование магнитов для лягушачьей левитации. Однако скептическое отношение научного сообщества к полетам несчастных квакш не уменьшило интерес к данному феномену.

Придать полетам большую мобильность и управляемость в NASA смогли благодаря разработанному магниту JPL, который устанавливался на дно специальной колбы, куда экспериментаторы помещали мышей. Как только магнит активизировался, сила мощного магнитного поля воздействовала на межклеточную жидкость мыши и поднимала животное в воздух.

«Отдаленно похожего эффекта в своих экспериментах добился русский физик Евгений Подклетнов, когда со страшной скоростью вращал диск из сверхпроводящей керамики над мощным электромагнитом. Однако тела, помещенные в образовавшееся над проводником поле, практически не оторвались от земли, а лишь стали весить всего на доли процента меньше обычного, — рассказал РБК daily кандидат технических наук, доцент РГТУ им. К.Э. Циолковского Владимир Кузькин. — Поэтому гипотетически поднять животное, а уж тем более человека в воздух, можно лишь с помощью сверхмощных магнитных полей, причем не без вреда для здоровья левитанта».

Между тем устройство, созданное в лаборатории реактивного движения, отличается от остальных магнитов относительной безвредностью. После нескольких недель регулярных полетов в организме животных не было зафиксировано никаких негативных изменений. Кроме того, JPL работает при комнатной температуре, а не в сверхохлажденной среде, что также позволяет довольно долго без вреда для здоровья воздействовать на объект левитации. Безопасность эксперимента позволила ученым держать мышей в невесомости продолжительное время и варьировать силу магнитного поля, заставляя мышку то подниматься, то опускаться. Воспроизведение же различных потенциалов в колбе создало вихревые потоки, внутри которых несчастное животное начинало вращаться на месте, как волчок.

«Боясь, что магнитное поле не сможет поднять мышь в воздух, мы создали слишком высокое его напряжение, из-за чего первую мышь фактически выбросило из колбы, а вторую со страшной скоростью завертело на месте», — говорит руководитель эксперимента Юэнминг Лиу. Однако, отрегулировав силу поля, исследователи смогли воссоздать условия полной невесомости на несколько часов. Конечно, поначалу мыши были дезориентированы, но по истечении четырех часов свободного парения освоились и даже охотно перекусили, находясь в воздухе. Такое длительное пребывание в невесомости ранее было возможно только на орбите. Авторы открытия полагают, что новый магнит позволит не только более детально изучить основные законы левитации, но и создать эффективный комплекс для подготовки космонавтов к предстоящим полетам. Кроме того, несмотря на отличное самочувствие левитантов, эксперты NASA по-прежнему ищут свидетельства негативного воздействия магнитов на живые организмы, дабы в будущем нивелировать опасные для здоровья эффекты и сделать процесс левитации комфортным и безопасным.

ЕКАТЕРИНА ЛЮЛЬЧАК