カエルを磁場の中に置くと何が起こるでしょうか？

昔は、誰かと出会うことは天が定めた運命だとよく言われていました。しかし磁場が現れると、人々はこの運命に「科学」という名前を与え始め、同じような磁場を持つ二人は暗闇の中で互いに引きつけられるだろうと信じました。

「人間の磁場」の概念図

もちろん、この発言には科学的根拠はありません。しかし、磁場の研究は、確かに多くの科学者が非常に関心を持っているものです。

以前、科学者たちはカエルを強力な磁場の中に置き、反重力カエルを作り出す実験を行っていた。では、人を強い磁場の中に置くと何が起こるでしょうか?私たちもカエルのように浮かぶのでしょうか？

「反重力」カエル

強い磁場の中のカエル

誰もが知っているように、地球は他の惑星に比べて非常に特別です。例えば、液体の水、適度な温度などがあります。もちろん、最も重要なのは、地球が「放射線を遮断するコート」を持っていることです。強力な磁場は、宇宙からの大量の放射線に抵抗するのに役立ちます。

しかし、地球の磁場の強さは0.5～0.6ガウス程度とそれほど強くはなく、人間や地球上の生物にとって比較的優しい強さです。

地球の磁場の模式図

結局のところ、水は反磁性であり、地球上のほとんどの生物は体内に大量の水分子を持っています。この場合、磁場が十分に強ければ、私たちは確かに浮くことができます。科学者のアンドレ・ガイムは水の反磁性を発見したとき、生物を使って実験しようとしました。彼は磁場が十分に強いときに生物がどのように行動するかを見たかったのです。

そこで彼はカエルを実験装置の中に入れました。無知なカエルは中に入った後、空中に浮かび、空中で回り続けました。このようにして、アンドレ・ガイムは科学的実験を利用して「反重力カエル」を得ることに成功した。

「反重力」カエルの実験装置

この発見は彼を非常に興奮させました。なぜなら、カエルが強い磁場の中で浮くことができるなら、反磁性を持つ人間も十分に強い磁場の中で浮くことができるということを意味するからです。このように、地球を離れずに「無重力」の感覚を体験できるかもしれませんが、そのような環境では自分の行動を制御することも困難です。

では、人間が「反重力」を実現できるほどの強力な磁場を作り出すことはできるのでしょうか?人がその中に入れられた場合、強い磁場によって人の身体の健康に影響が出るでしょうか?

空中に浮かぶ「反重力」カエル

そこに人を入れると何が起こるのでしょうか？

まず、カエルなどの生物を浮遊させることができる磁場の強さは5T以上である必要があり、強磁場の概念は長年にわたって絶えず更新されてきました。たとえば、強い磁場は、科学実験で使用される最大 45 T の定常磁場を指す場合もあれば、磁気共鳴画像診断用に 1 人しか収容できない開口部を備えた超伝導磁石によって生成される 8 T の磁場を指す場合もあります。

さらに、強い磁場の持続時間は異なり、その種類も大きく異なります。磁場が長時間持続し、その値が一定である場合、それは定常強磁場と呼ばれます。逆に、持続時間が非常に短い場合は、パルス状の強い磁場となります。

パルス強磁場の波形

しかし、どのような磁場であっても、現在の人工磁場の強さでは、人間がその中で「反重力」を実現するには不十分です。この種の浮遊は非常に興味深いように見えますが、実際には実験生物に比較的大きな害をもたらします。

では、強い磁場は人体にどのような害をもたらすのでしょうか?

磁石の周りには磁場が存在します。

ソ連科学研究所による以前の調査報告によると、磁場強度がわずかに高い環境で働く人々は、血管が明らかに拡張し、指の温度が大幅に上昇するという。また、強力な磁場にさらされると、中枢神経系の機能障害やホルモンの不均衡を引き起こす可能性があります。

もちろん、人体の反磁性そのものは「細胞」に由来するものなので、多くの科学者は細胞を主な研究対象とし、強い磁場における細胞の働きを観察することになるだろう。

細胞は人体の最も基本的な構成要素である

研究によると、強力な磁場は細胞の形態、運命、増殖、アポトーシスなどさまざまな状態に影響を与え、最終的には人体にも影響を及ぼす可能性がある。

細胞増殖に関しては、強力な磁場が軟骨細胞、神経細胞、胚細胞の増殖に影響を与える可能性があり、これは人体にとって良くないことが複数の研究で示されています。しかし同時に、さまざまな腫瘍細胞の増殖に対しても顕著な抑制効果があり、科学者たちは将来的に抗癌治療に合理的に使用される可能性があると考えています。

データによれば、1996 年に Raylman らは、 7Tの強力な磁場を64時間照射すると、黒色腫細胞（HTB63）、卵巣癌細胞（HTB77IP3）、リンパ腫細胞株（CCL86）の増殖が遅くなることが分かりました。

顕微鏡で見た卵巣がん細胞

しかし、全体として、強い磁場は依然として人体に非常に有害です。したがって、人体の支持を支える磁場を作り出すことができたとしても、その中に人を入れてテストすることは不可能です。結局のところ、生命の安全が第一であり、実験を行う必要がある場合でも、特別な保護具を着用する必要があります。

科学者たちが強力な磁場を研究してきたのは、人を磁場の中に浮かべるといった退屈な目的のためだけではないことは言及する価値がある。それは、強力な磁場が新しい現象の発見や理解に重要な役割を果たし、多くの分野で一定の利用価値があるからです。

磁場の原理で動く磁気浮上式鉄道

強磁場の科学的応用

まず、半導体物理学研究や超伝導物理学研究などの凝縮系物理学の分野では、強力な磁場が良好な研究環境を提供することができます。たとえば、1980 年代には、強力な磁場技術を使用して、半導体の 2 次元電子ガスにおける整数量子ホール効果と分数量子ホール効果が発見されました。

超伝導の探究において、磁場は超伝導状態を効果的に制御することができ、人々がさまざまな超伝導状態の特徴を理解し、さらに超伝導のメカニズムを理解するのに役立ちます。現在の研究結果によれば、強磁場の補助効果は依然として非常に大きい。

ホール効果図

第二に、磁性材料の分野では、強磁場の研究により、磁性材料の状態図、可変磁性、フラストレート磁性材料などの研究が充実しました。

最後に、強力な磁場は、化学、材料科学、微小重力、生命科学、地球科学など多くの分野でプラスの意味を持ちます。例えば、多くの人が病院で核磁気共鳴画像法を実施してきましたが、これは強磁場研究の貢献です。

使い慣れたNMR装置

つまり、現在の強磁場応用の科学分野から見ると、その発展の可能性は依然として非常に大きいのです。また、多くの国が強磁場の研究を行っており、我が国でも定常強磁場実験装置を開発しました。

実験で使用された強力な磁場に加えて、より低強度の磁場も磁気療法で使用でき、それでも人体に一定の利点があることは言及する価値があります。

人工磁場を利用して病気を治療する磁気治療装置

魔法の「磁気療法」

前回の記事で強磁場が人体に与える影響を紹介した際に、磁場は人体の細胞の反応にさまざまな影響を与える可能性があると述べました。しかし一方で、磁場は生物学的に良い効果をもたらすこともあります。この場合、磁場は病気の治療に利用することができ、一般的に磁気療法と呼ばれます。

磁場は人類によって長い間発見されていませんでしたが、私の国では磁気療法は2,000年以上の歴史があります。 『史記』や沈括の『忘却録』には特製の「磁石」を使って記録されている。

素晴らしい天然製品 - 天然磁石

『史記』には「斉王の侍医が病気になり、自ら精錬した五種の石を服用した」と記されている。 『忘却の記録』には磁石が置かれた「薬井戸」について記述されている。

ただし、磁気治療の強度には厳しい要件があり、治療の効果は人によって異なることに注意する必要があります。そのため、現時点では、磁気療法を病気の治療に使用することはまだ比較的まれです。将来の医学で実際にそれが利用できれば、人類の健康に良いニュースをもたらすことになるでしょう。

磁場の概念図

さらに、人類も将来に備えて「人工磁場」の問題も考える必要がある。なぜなら、将来の恒星間移動であれ、伝説の磁極反転であれ、「人工磁場」はできるだけ早く成熟する必要があるからです。

結局のところ、私たちの体は、厳しい宇宙放射線に比べればあまりにも脆弱なのです。磁場の保護が失われると、目に見えない放射線が身体に浴びせられることになります。

強い磁場でなくとも、あらゆる場所で必要な磁場を維持できる装置を開発できれば、宇宙環境に適応するための変革といえるでしょう。

地球の磁場は太陽放射線から私たちを守ってくれます

もちろん、その前に人類は地球の磁場の謎を解く必要があるかもしれない。自励発電機理論は科学界では一般的に認められているものの、実際に地球の中心核に到達したときにどのような新たな発見がなされるかは不明です。

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