משיכת יתר

מאז גילוי המגנט, לפני כ־2,500 שנה במכרות מָגְנֶס ביוון, כוח הטבע היסודי הזה ניצב בבסיס עולם הטכנולוגיה: בטלפון של אלכסנדר גראהם בל, אלקטרומגנטים תרגמו רעד קול לאותות חשמליים. תחנות לייצור חשמל מתבססות על מדחף שעשוי מגנט גדול. כרטיסי אשראי מכילים רכיבים מגנטיים, מכשירי MRI סורקים את המוח באמצעות שדה מגנטי שמופרע על ידי הברזל שבדם, וכך נוצרת מפת המוח. מגנטים מככבים בשלל שימושים נוספים, ממצפנים עד קמעות ותרופות אלטרנטיביות מופרכות.

המדע עוד לא יודע למה יש בעולם כוחות מגנטיים, מה בדיוק מחולל אותם וכיצד המגנטיות משפיעה על העולם ועל יתר חוקי הטבע. אבל זה לא מפריע לחוקרים ומהנדסים להמשיך לפתח טכנולוגיות שנעזרות בכוח הזה, שלצד כוח הכבידה הוא אחת הדרכים הכי עוצמתיות, ומסתוריות, להזיז דברים.

לחזור לעתיד

מה: סקייטבורד מרחף

מי: כמה חברות שונות, ובהן טויוטה ו־Arx Pax

איפה: דגם ראשון הושק השנה

מסרט הפולחן "בחזרה לעתיד 2" אף אחד כבר לא זוכר כלום חוץ מכך שבעתיד כל טינאייג'ר ששווה משהו מתנייד אך ורק על סקייטבורד מעופף.

לקסוס הוברבורד (למעלה) והנדו של ארקס פקס שנחשפו השנה. הטכנולוגיה לא חדשה, אבל הדור שגדל על "בחזרה לעתיד" הפך את המוצרים ללהיט ויראלי צילום: LEXUS, איי פי

באוקטובר שעבר, אחרי 25 שנים שבהן מיליוני גיקים התפללו להמצאת סקייטבורד כזה, תפילתם נענתה. חברת אַרְקְס פָּקְס, סטארט־אפ לטכנולוגיות מגנטיות מעמק הסיליקון, הודיעה כי רשמה פטנט על טכנולוגיית ריחוף בשם MFA (ראשי תיבות של "ארכיטקטורת שדות מגנטיים"), וביקשה באתר מימון ההמונים קיקסטארטר רבע מיליון דולר כדי להגשים את החלום. הגולשים תרמו להם כפול ממה שביקשו - חצי מיליון דולר.

לפני חודשיים התוצאה נחשפה: הֶנְדו, לוח סקייטבורד שכאשר מפעילים אותו מעל רצפה מיוחדת שמכילה בעצמה רכיבים מגנטיים, מחוללים מגנטיים רבי עוצמה שקבועים בו יוצרים שדה דחייה שגורם לו לרחף לגובה חמישה ס”מ. חיישנים ומנועים פנימיים מניעים אותו לפי תנועות גופו של הרוכב, כמו בסקייטבורד אמיתי. עיתונאים שהוזמנו לבדוק את המכשיר כבר העלו לרשת סרטוני הדגמה מרשימים - אך הצהירו שהסקייטבורד המעופף הזה עדיין לא מספיק נוח לשליטה כדי לזכות להצלחה עולמית.

ההשראה. מתוך "בחזרה לעתיד" צילום: איי אף פי

במקביל לְארקס פקס, חטיבת מכוניות היוקרה של טויוטה לקסוס חשפה באחרונה את לקסוס הוֹבֶרבּוֹרד, סקייטבורד מרחף כמו הנדו, שמנגנון המגנטים שלו מקורר בחנקן נוזלי ומעניק כרבע שעת ריחוף בין מילוי למילוי.

הטכנולוגיות לא חדשות, אבל האריזה שלהן בצורה המוכרת יצרה גלי התרגשות ברשת, שמחכה לשלב הבא: סקייטבורד שיטוס מעל מדרכות אבן אמיתיות.

לא לקבל בראש

מה: קסדות פוטבול שדוחות זו את זו

מי: האוניברסיטה הקהילתית של וירג'יניה

איפה: בפיתוח

לפי נתוני ליגת הפוטבול האמריקאית NFL, שחקן פוטבול מקצועי סופג כ־600 חבטות ראש בעונה. חלק ניכר מהחבטות הן בעוצמה שיכולה לגרום לזעזוע מוח. לפי נתונים נוספים, מדי שנה בשנה נרשמים רבבות מקרי זעזוע מוח בקרב שחקני פוטבול, ואצל 96% מהשחקנים הללו התגלה בהמשך נזק תמידי כלשהו.

ד"ר ריימונד קולֶלו, חובב פוטבול ונוירולוג מהאוניברסיטה הקהילתית של וירג'יניה בארצות הברית, עובד כיום על רעיון להקטנת הנזק: קסדות פוטבול שבהן משולבים מגנטים שדוחים זה את זה. הקסדות הללו לא ימנעו נגיחות הדדיות, אבל כמו מגנטים למקרר, הן יוכלו להסיט את הראשים במילימטרים האחרונים לפני החבטה, ולהחליש אותה לעוצמות מזיקות פחות.

נגיחה בין שחקני דנבר ברונקוס. 96% משחקני הפוטבול גומרים את הקריירה עם נזק מוחי. מגנט בקסדה עשוי לעזור צילום: רויטרס

למגנט סרטן

מה: גלולה מגנטית לאבחון מחלות

מי: מעבדות גוגל X

איפה: בפיתוח

מלבד המכונית העצמאית, הגוגל גלאס ורובוטי המלחמה, גוגל עובדת גם על כמה פרויקטים רפואיים שומטי לסת, ובראשם אמצעי לבדיקות רפואיות שעשוי לחסל את הבדיקות הפולשניות באשר הן – מביופסיה ועד בדיקות דם.

האמצעי, שפיתוחו במעבדות גוגל X נחשף לראשונה בסוף 2014, הוא גלולה מגנטית. הגלולה מלאה ננו־חלקיקים שעשויים חלבון מסוים (שמשתנה לפי המחלה שמחפשים), המשולב בכמות ננוסקופית של חומר מגנטי. לאחר הבליעה יגיעו החלקיקים למחזור הדם וייצמדו שם למולקולות שונות. לחיצה על צמיד מגנטי מיוחד תמשוך אותם אליו, ותנתח את הדגימות מבעד לעור פרק היד. התוצאות יצוצו בן רגע, והחלקיקים המשומשים יצאו דרך השתן.

ניסוי באבחון סרטן בעזרת שדות מגנטיים באוניברסיטת קליפורניה בברקלי. גוגל משיגים את האקדמיה צילום: אם סי טי

לעזור למכונית העצמאית

מה: כבישים ש"יעקבו" אחרי מכוניות ללא נהג

מי: וולוו ומשרד התחבורה השבדי

איפה: בניסויים ראשוניים

אתגר מרכזי שניצב בפני המתכננים של מכוניות ללא נהג הוא וידוא המיקום: כיצד תוכנת הנהיגה תדע אם הרכב נוסע במרכז הנתיב או ליד קו ההפרדה? ומי חולקים עם המכונית את המרחב, ובאיזה מרחק?

הפתרונות האפשריים רבים, מהתקנת חיישני GPS עד כיסוי המכונית במצלמות חכמות. חברת וולוו ומשרד התחבורה השבדי מגבשים רעיון מעניין יותר: הטמנת שרשראות מגנטים באספלט הכבישים. בניסוי שנערך בשנה שעברה בעיר החוף גטנבורג נבנה מסלול באורך 100 מטר, שלאורכו הוטמנו "אנטנות מגנט". התברר שמדובר באמצעי מדויק ואמין לניתור מכוניות, ואולי גם לשיפור השליטה בהן.

במשרד התחבורה של שבדיה בוחנים כיום את הרחבת הניסוי. עם זאת, מובן שיישום התגלית ידרוש בבוא היום לרצף את כבישי העולם במיליארדי מגנטים.

למעלה: מכונית ללא־נהג של גוגל (מימין) ברחובות מאונטיין ויו, קליפורניה. למטה: תרשים של וולוו שמסביר את פעולת האנטנות המגנטיות בכביש צילום: LiPo Ching

לפסל בכוח המשיכה

מה: פסלים גרוטסקיים שנוצרו בעזרת מגנטים

מי: האמן יולאן ואן דר וויל

איפה: הפסלים מוצגים ונמכרים

צד צפוי פחות של המגנטים הוא כלי עבודה לאמנים. הפסל ההולנדי יולאן ואן דר וויל, לדוגמה, נוהג לערבב בחמר שלו כ־11% אבקת ברזל, ולהיעזר בתגובת הברזל למגנטים במהלך עיצוב הפסל.

באחת היצירות בסדרה האחרונה שלו, "ארכיטקטורה פוגשת מגנטיות", הוא השתמש בבסיס מסתובב שעליו שפך את החמר המתכתי בזרם אטי, ומגנט רב עוצמה שהותקן מעל המשטח יצר מהחומר אוהל חרוטי עם מרקם יוצא דופן.

היצירות המשונות של ואן דר וויל, ממוגנטות ואחרות, מצולמות בכתובת jolanvanderwiel.com.

יצירות מהסדרות "תנועה מגנטית" ו"ארכיטקטורה פוגשת מגנטיות" של יולאן ואן דר וויל. הנעליים הוצגו בספטמבר 2014 בפריז צילום: איי פי

לטוס נמוך

מה: רכבת מרחפת

מי: סימֶנס ותאגיד תֶסֶנקְרוּפּ

איפה: הקו הראשון פעיל זה 15 שנה

הטכנולוגיה הבסיסית שמאחורי הסקייטבורד המרחף קיימת כבר עשרות שנים - היא קדמה אפילו ל"בחזרה לעתיד 2".

ב־1979 הוצגה בגרמניה טראנְסְרַפּיד, רכבת נוסעים שלא נוגעת בקרקע. אין לה גלגלים למטה, אין לה כבלי חשמל למעלה, אין צירים או סְרָנִים, אלא רק מסילה מיוחדת שהרכבת תטוס מעליה, בגובה 15 ס"מ ובמהירות של עד 350 קמ"ש. את הריחוף של הרכבת העצומה אפשרו סלילים מגנטיים מיוחדים שהותקנו ברצפתה ובמסילה, ויצרו "השהיה אלקטרומגנטית", תופעה שנחקרת ומפותחת טכנולוגית מאז 1907, ושגם הסקייטבורד המרחף מתבסס עליה.

עיתונאים ביפן צופים בנסיעת מבחן של רכבת מגְלֶב מרחפת שמגיעה למהירות 500 קמ"ש. ביפן כבר פועלת רכבת מרחפת שנוסעת במהירות 100 קמ"ש

אף על פי שטראנסרפיד הומצאה בגרמניה ומיוצרת בידי התאגידים הגרמניים סימֶנס ותֶסֶנקְרוּפּ, דווקא אסיה אימצה אותה: מאז 2001 קו "שנגחאי מַגְלֶב" (כך קרויה טכנולוגיית הסלילים הזו: MagLev, ראשי תיבות של Magnetic Levitation) צולח בשבע דקות את 30 הק"מ שמפרידים בין נמל התעופה פאדונג למרכז שנגחאי. המהירות מגיעה בשיאה ל־430 קמ"ש. בעיר נגויה ביפן פועל מאז 2005 קו המגלב האטי לינימו, שמגיע ל־100 קמ"ש, וקו שלישי יושק בקרוב בדרום קוריאה.

הטכנולוגיה יקרה. בעבר הוערכה עלות ההקמה ב־50 מיליון דולר לכל ק"מ מסילה מגנטית, כלומר יותר מ־12 מיליארד שקל לסלילת קו מתל אביב לירושלים. אך לפי כמות הפרויקטים שמתוכננים באסיה, וגם במדינת ג'ורג'יה בארצות הברית, נראה שרכבות מגלב יהיו נפוצות יותר בעשורים הקרובים.

לברוח מכדור הארץ

מה: "תותח" לשיגור חלליות באמצעות האצה מגנטית

מי: הפיזיקאים שהביאו את רכבת המגלב

איפה: בשלב מחקר תיאורטי

זה עשורים שפיזיקאים מחפשים דרכים להטיס חלליות מהר יותר ובעלות פחותה יותר. בעבר נבחנו רעיונות לפתח מפרשים סולאריים – לוחות דקיקים שימירו קרינה קוסמית לאנרגיה. בשנים האחרונות הפיזיקאים ג'יימס פאוול וגורדון דנבי, שסייעו בהמצאת הרכבות המרחפות וזכו על כך בפרסים יוקרתיים, עובדים על רעיון עדכני ומוזר במיוחד: לשגר חלליות מכדור הארץ לא על גבי רקטה, אלא מתוך תותח מגנטי גדול.

הדמיית "התותח המגנטי" שישגר מעבורות אל מחוץ לטווח כוח הכבידה. למטה: הדמיית רעיון המפרשים הסולאריים של נאס"א

את החזון הם מכנים סטאר־טראם (StarTram), או "רכבת קלה לכוכבים": צינור באורך 130 ק"מ יוצב באלכסון על הר, כך שפיו יגיע לגובה שישה ק"מ מעל פני הים. בתוך השרוול יואץ רכב חלל באמצעות הפעלת סלילים מגנטיים רבי עוצמה, וייפלט בצד השני במהירות 32 אלף קמ"ש, כשפניו לחלל.

לפי חישובי החוקרים, ההאצה המגנטית תאפשר "לירות" לחלל גופים לא מאוישים במשקל של עד 40 טונות. שיגור של חללית עם בני אדם על סיפונה ידרוש, לפי החישובים, האצה אטית יותר וצינור בממדים לא הגיוניים: אורך של עד 1,500 ק"מ, המרחק בין תל אביב לטהרן, ונקודת יציאה בגובה 22 ק"מ מעל פני הים. כלומר, על לוע התותח המגנטי לבלוט מהאטמוספירה לחלל החיצון, כמו שערה ארוכה. את האתגר של התקנת הצינור והצבתו החוקרים מציעים לפתור בעזרת טכנולוגיות השהיה מגנטית, כמו של רכבת המגלב, אבל שבגדלים עצומים כאלה היא עובדת כרגע רק על הנייר.