نخستین کسی که هم جایزه ایگ‌نوبل و هم نوبل فیزیک را دریافت کرد، به خاطر شیوه کار و علاقه‌اش به امتحان‌کردن ایده‌های غیرمعمول شهرت دارد.
اگر کسی به شما بگوید یک فیزیکدان با معلق‌کردن قورباغه جایزه گرفت و چند سال بعد با کمک نوار چسب برنده نوبل شد، احتمالاً فکر می‌کنید با شما شوخی دارد. اما هر دو ماجرا واقعی هستند و پای یک نفر در میان است: «آندره گایم» (Andre Geim). او واقعاً توانست قورباغه زنده‌ای را با کمک میدان مغناطیسی در هوا معلق نگه دارد و چند سال بعد، با استفاده از نوار چسب معمولی، در کشف روشی برای جداسازی گرافن نقش داشت؛ دستاوردی که جایزه نوبل فیزیک را برایش به همراه آورد. داستان این دو آزمایش نشان می‌دهد که گاهی ایده‌هایی که در نگاه اول عجیب یا حتی خنده‌دار به‌نظر می‌رسند، می‌توانند راه را برای کشف‌های مهم علمی باز کنند.
یک جمعه شب متفاوت در آزمایشگاه
اواخر دهه ۱۹۹۰، آندره گایم، فیزیکدانی که آن زمان در دانشگاه نایمخن هلند، دانشگاه رادبود امروزی، فعالیت می‌کرد، یک جمعه شب تصمیم گرفت آزمایش متفاوتی انجام دهد. او سال‌ها به ویژگی‌های مغناطیسی مواد علاقه داشت و این بار می‌خواست چیزی را امتحان کند که شاید در نگاه اول عجیب به‌نظر می‌رسید: معلق نگه‌داشتن آب در میدان مغناطیسی.
گایم بعدها تعریف کرد که آن شب، پس از نوشیدن چند لیوان آبجو، به آزمایشگاه رفته بود. البته ایده این آزمایش یک‌باره به ذهنش نرسید. او مدت‌ها به پدیده‌ای به‌نام دیامغناطیس فکر می‌کرد و می‌خواست با کمک تجهیزات قدرتمند آزمایشگاه، رفتار موادی را بررسی کند که معمولاً آن‌ها را غیرمغناطیسی می‌دانیم.
در آزمایشگاه میدان مغناطیسی قوی نایمخن، آهنرباهای الکترومغناطیسی بزرگی وجود داشتند که می‌توانستند میدان‌هایی بسیار قوی‌تر از آهنرباهای معمولی ایجاد کنند. استفاده از این دستگاه‌ها برق زیادی مصرف می‌کرد و یکی از دلایلی که آزمایش‌ها در ساعات پایانی روز انجام می‌شدند، ارزان‌تر بودن برق در آن ساعت‌ها بود.
گایم چند قطره آب را در فضای خالی مرکز دستگاه، جایی که میدان مغناطیسی بسیار قوی بود، رها کرد. انتظار داشت میدان مغناطیسی تأثیر کمی بر آب بگذارد، اما اتفاق جالب‌تری افتاد. قطره‌ها برخلاف معمول به پایین سقوط نکردند، بلکه در نقطه‌ای از میدان مغناطیسی، بدون آنکه به چیزی تکیه داشته باشند، در هوا معلق ماندند.
قطره‌ها بدون تماس با دیواره دستگاه در هوا شناور بودند و هنگام حرکت، شکلشان تغییر می‌کرد. همچنین، پس از نزدیک شدن به یکدیگر، رفتار جالبی نشان می‌دادند، رفتاری که باعث شد گایم بعدها از آن‌ها با عنوان قطره‌های بوسه‌زن یاد کند.
برای بیشتر ما، دیدن آبی که بدون ظرف یا تکیه‌گاه در هوا معلق مانده، عجیب است. اما برای یک فیزیکدان، چنین صحنه‌ای با پرسش دیگری همراه خواهد بود: اگر می‌توان آب را در میدان مغناطیسی معلق نگه داشت، چه مواد دیگری می‌توانند همین رفتار را نشان دهند؟
این پرسش از آن جهت جالب بود که وقتی از آهنربا صحبت می‌کنیم، معمولاً به یاد اجسام آهنی می‌افتیم. اگر یک آهنربای یخچالی را به لیوان آب نزدیک کنید، اتفاق خاصی نمی‌افتد. آب نه به‌سمت آهنربا کشیده می‌شود و نه به شکل محسوسی از آن فاصله می‌گیرد. دست‌کم با چشم نمی‌توان تغییری در رفتار آن دید. اما گایم از دستگاهی استفاده می‌کرد که میدان مغناطیسی آن به‌اندازه کافی قوی بود تا اثر بسیار ضعیف مغناطیسی آب را آشکار کند.
از قطره‌های آب تا قورباغه؛ ایده آزمایش از کجا آمد؟
گایم پس از مشاهده قطره‌های معلق، تصمیم گرفت آزمایش را با مواد دیگری ادامه دهد. این بار نوبت به توت‌فرنگی و گوجه‌گیلاسی رسید تا در میدان مغناطیسی قرار بگیرند. شاید دیدن میوه در آزمایشگاه فیزیک کمی غیرمعمول به‌نظر برسد، اما گایم دلیل مشخصی برای انتخاب آن‌ها داشت. بخش زیادی از بافت میوه‌ها از آب تشکیل شده است. بنابراین، اگر بتوان قطره‌های آب را در یک میدان مغناطیسی قوی معلق نگه داشت، منطقی بود که مواد آبدار دیگر نیز در شرایط مناسب رفتار مشابهی داشته باشند.
نتیجه آزمایش‌ها همین موضوع را تاًیید کرد. البته هدف گایم فقط این نبود که چند میوه را در هوا معلق نگه دارد. او می‌خواست نشان دهد دیامغناطیس، با وجود آنکه در شرایط عادی اثر بسیار ضعیفی دارد، می‌تواند در میدان‌های مغناطیسی قوی به شکلی کاملاً محسوس ظاهر شود.
بااین‌حال، یک مسئله وجود داشت. معلق‌ماندن قطره آب یا یک میوه برای فیزیکدانان جذاب بود، اما شاید برای مردم عادی چندان جالب به‌نظر نمی‌رسید. گایم به دنبال نمونه‌ای بود که بتواند نتیجه آزمایش را روشن‌تر نشان دهد و توجه مخاطبان بیشتری را جلب کند. در همین زمان، همسرش «ایرینا گریگوریوا» (Irina Grigorieva)، که او نیز فیزیکدان بود، پیشنهاد داد به‌جای میوه، یک قورباغه را امتحان کنند.
این پیشنهاد در نگاه اول بیشتر شبیه شوخی بود. قورباغه برخلاف قطره آب یا میوه، موجودی زنده با دست‌وپا و قابلیت حرکت است. دیدن چنین موجودی درحالی‌که بدون هیچ تکیه‌گاهی در هوا معلق مانده باشد، می‌توانست بسیار تأثیرگذارتر از شناورشدن چند قطره آب باشد. به‌خصوص برای کسانی که تصور می‌کردند میدان مغناطیسی فقط بر آهن و بعضی فلزات اثر می‌گذارد.
از نظر علمی نیز انتخاب قورباغه منطقی بود. بخش عمده‌ای از بدن این جانور از آب تشکیل شده است و ازآنجاکه آب خاصیت دیامغناطیسی دارد، می‌شد انتظار داشت که یک میدان مغناطیسی به‌اندازه کافی قوی بتواند قورباغه را نیز در هوا معلق نگه دارد. گایم بعدها توضیح داد که پیشنهاد همسرش و تعدادی از همکارانش در انتخاب قورباغه نقش مهمی داشت. آن‌ها به دنبال آزمایشی بودند که نتیجه‌اش نه‌فقط برای فیزیکدانان، بلکه برای افراد غیرمتخصص هم قابل‌درک باشد.
نکته مهم این بود که گایم و همکارانش قرار نبود پدیده کاملاً جدیدی را کشف کنند. دیامغناطیس سال‌ها پیش شناخته شده بود و پیش از آن نیز پژوهش‌هایی درباره معلق‌سازی مغناطیسی انجام شده بودند. آنچه اهمیت داشت، نشان‌دادن اثر این خاصیت ضعیف در شرایطی بود که بتوان آن را به‌وضوح مشاهده کرد. قورباغه برای چنین آزمایشی انتخاب مناسبی به‌نظر می‌رسید، هرچند احتمالاً اگر حق انتخاب داشت، ترجیح می‌داد به‌جای شرکت در آزمایش، از بیرون آن را تماشا کند!
آزمایش قورباغه چگونه انجام شد؟
برای معلق کردن قورباغه، گایم و همکارانش از آهنربای معمولی استفاده نکردند. دستگاه آن‌ها نوعی آهنربای الکترومغناطیسی قدرتمند به‌نام آهنربای بیتر بود که با عبور جریان الکتریکی از رساناها، میدان مغناطیسی بسیار شدیدی ایجاد می‌کرد.
در مرکز این آهنربا، محفظه‌ای استوانه‌ای و باریک قرار داشت که شدت میدان مغناطیسی در بخش‌های مختلف آن متفاوت بود. همین تفاوت باعث می‌شد قورباغه بتواند در نقطه‌ای مشخص معلق بماند. شدت میدان در مرکز دستگاه به حدود ۱۶ تسلا می‌رسید، یعنی بیش از پنج برابر میدان مغناطیسی دستگاه‌های MRI سه تسلایی. البته برای معلق نگه‌داشتن قورباغه، تنها قدرت میدان مهم نبود، بلکه تغییر شدت آن در نقاط مختلف محفظه نیز نقش تعیین‌کننده‌ای داشت.
پژوهشگران قورباغه کوچکی را در ناحیه مناسب آهنربا قرار دادند و جریان دستگاه را طوری تنظیم کردند که نیروی مغناطیسی بر نیروی وزن حیوان غلبه کند. نتیجه، همان تصویر مشهوری شد که بعدها توجه بسیاری را جلب کرد: قورباغه‌ای زنده که بدون هیچ تکیه‌گاهی در هوا معلق مانده بود. نه جریان هوایی قورباغه را بالا نگه می‌داشت و نه وسیله‌ای به بدنش متصل بود. تنها نیروی مغناطیسی بود که در برابر نیروی گرانش قرار می‌گرفت و تعادل ایجاد می‌کرد.
قورباغه، تنها برای چند ثانیه در هوا معلق نماند. پژوهشگران در مقاله‌ای که سال ۱۹۹۷ منتشر شد، گزارش کردند که این وضعیت تا حدود ۳۰ دقیقه ادامه داشت. در این مدت، قورباغه گاهی دست‌وپاهایش را تکان می‌داد و سعی می‌کرد شنا کند. دانشمندان حتی بررسی کردند که آیا حرکت دست‌وپا و تغییر شکل بدن قورباغه می‌تواند تعادلش را برهم بزند یا نه. محاسبات نشان دادند تأثیر این حرکات بسیار ناچیز است و تلاش معمول قورباغه برای شناکردن نمی‌تواند آن را از ناحیه تعادل خارج کند.
در پایان آزمایش، قورباغه از دستگاه بیرون آورده شد و پژوهشگران نشانه واضحی از آسیب را در آن مشاهده نکردند. گایم نیز بعدها گفت که حیوان سالم به بخش زیست‌شناسی بازگردانده شد. البته این نتیجه به معنای بی‌خطر بودن همه میدان‌های مغناطیسی قوی برای موجودات زنده نیست و شرایط و مدت قرارگیری در میدان اهمیت زیادی دارد.
چرا قورباغه در میدان مغناطیسی معلق ماند؟
همان‌طور که گفتیم راز این آزمایش به خاصیتی به‌نام دیامغناطیس مربوط می‌شود. وقتی ماده‌ای مانند آب در میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، حرکت الکترون‌های آن به شکلی تغییر می‌کند که میدان مغناطیسی بسیار ضعیفی در جهت مخالف میدان خارجی ایجاد می‌شود. درنتیجه، ماده تمایل دارد از نواحی با میدان قوی‌تر فاصله بگیرد.
این اثر در شرایط معمول آن‌قدر ضعیف است که به‌سختی می‌توان متوجه آن شد. به‌عنوان مثال، حساسیت مغناطیسی آب حدود منفی ۸٫۸ ضرب‌در ۱۰ به توان منفی ۶ است؛ عددی که نشان می‌دهد پاسخ مغناطیسی آب بسیار ناچیز است. بااین‌حال، در میدان‌های مغناطیسی بسیار قوی، همین خاصیت می‌تواند نیروی قابل‌توجهی ایجاد کند.
البته قوی‌بودن میدان مغناطیسی به‌تنهایی کافی نیست. برای اینکه نیرویی به جسم وارد شود، شدت میدان باید در بخش‌های مختلف فضا متفاوت باشد. در چنین شرایطی، مواد دیامغناطیسی مانند آب به‌سمت نواحی با میدان ضعیف‌تر رانده می‌شوند. همین ویژگی باعث می‌شود بتوان با تنظیم مناسب میدان، نیرویی ایجاد کرد که جسم را در هوا معلق نگه دارد.
در آزمایش گایم نیز میدان طوری تنظیم شده بود که نیروی مغناطیسی رو به بالا، وزن قورباغه را جبران کند. بنابراین، برخلاف آنچه ممکن است به‌نظر برسد، گرانش از بین نرفته بود؛ زمین همچنان قورباغه را به پایین می‌کشید، اما نیروی مغناطیسی مانع سقوط آن می‌شد. درست مانند کتابی که روی میز قرار دارد و نیروی میز اجازه نمی‌دهد سقوط کند، با این تفاوت که قورباغه هیچ تکیه‌گاه فیزیکی نداشت.
اما برابر بودن این دو نیرو به‌تنهایی برای موفقیت آزمایش کافی نبود. اگر قورباغه کمی جابه‌جا می‌شد، باید نیرویی وجود می‌داشت که آن را به موقعیت اولیه بازگرداند. به‌همین‌دلیل، پژوهشگران به ناحیه‌ای با تعادل پایدار نیاز داشتند، جایی که قورباغه حتی با حرکت جزئی دست‌وپاهایش از حالت شناوری خارج نشود.
واکنش‌ها به آزمایش و جایزه ایگ‌نوبل
انتشار تصویر قورباغه معلق، توجه بسیاری را جلب کرد. شاید اگر گایم و همکارانش تنها نتایج آزمایش را در قالب نمودارهای علمی منتشر می‌کردند، پژوهش آن‌ها تا این اندازه شناخته نمی‌شد. اما دیدن قورباغه‌ای که بدون هیچ تکیه‌گاهی در هوا شناور بود، کنجکاوی مردم را برانگیخت.
گایم بعدها تعریف کرد که حتی در کنفرانس‌های علمی، بعضی افراد او را بیشتر با قورباغه معلق می‌شناختند تا پژوهش‌های دیگرش. برخی استادان دانشگاه نیز از تصویر این آزمایش برای تدریس مغناطیس استفاده می‌کردند، چون به‌خوبی توجه دانشجویان را جلب می‌کرد.
شهرت این آزمایش سرانجام در سال ۲۰۰۰ جایزه ایگ‌نوبل فیزیک را برای آندره گایم و «مایکل بری» (Michael Berry) به همراه آورد. ایگ‌نوبل جایزه‌ای طنزآمیز است که به پژوهش‌هایی تعلق می‌گیرد که ابتدا مردم را می‌خندانند و سپس آن‌ها را به فکر فرو می‌برند.
البته گایم ابتدا برای پذیرفتن جایزه تردید داشت. او بعدها گفت که برخی همکارانش نگران بودند دریافت یک جایزه طنزآمیز به اعتبار علمی و آینده حرفه‌ای او آسیب بزند. بااین‌حال، تصمیم گرفت آن را بپذیرد.
ماجراهای عجیب این آزمایش به همین‌جا ختم نشد. گایم سال‌ها بعد، پس از دریافت جایزه نوبل، در مصاحبه‌ای از نامه عجیبی گفت که ظاهراً فردی مذهبی از جنوب‌غربی انگلستان برایش فرستاده بود. نویسنده نامه می‌خواست بداند آیا می‌توان دستگاه معلق‌سازی مغناطیسی را زیر کف یک ساختمان پنهان کرد، بدون آنکه سروصدای زیادی ایجاد کند. او ظاهراً قصد داشت با استفاده از این دستگاه، شخصی را در برابر چشم حاضران در هوا معلق نگه دارد!
در نامه حتی پیشنهاد پرداخت یک میلیون پوند مطرح شده بود. حتی، فرستنده یک اسکناس پنج‌پوندی نیز به‌عنوان پیش‌پرداخت فرستاده بود. گایم هیچ‌وقت مطمئن نشد که این پیشنهاد جدی بوده یا کسی قصد شوخی داشته است. بااین‌حال، خود گایم نیز از جنبه طنزآمیز آزمایش‌هایش استقبال می‌کرد. از نظر او، عجیب یا خنده‌دار به‌نظررسیدن یک آزمایش، دلیلی برای بی‌اهمیت بودن پرسش علمی پشت آن نبود.
آزمایش‌های عجیب دیگر گایم؛ از همستر تا نوار چسب
قورباغه تنها جانوری نبود که در آزمایش‌های گایم با میدان مغناطیسی سروکار پیدا کرد. او یک همستر خانگی به‌نام تیشا داشت که در آزمایش‌های معلق‌سازی از آن استفاده می‌کرد. حضور این همستر در آزمایشگاه حتی باعث شد نامش به شکلی طنزآمیز در فهرست نویسندگان یک مقاله علمی قرار بگیرد.
در سال ۲۰۰۱، مقاله‌ای با عنوان «تشخیص چرخش زمین با ژیروسکوپ دیامغناطیسی معلق» منتشر شد که در کنار نام گایم، نام H. A. M. S. Ter Tisha نیز به چشم می‌خورد. این نام در واقع به همان همستر اشاره داشت. تیشا طبیعتاً نقشی در محاسبات و نگارش مقاله نداشت و گایم با این کار می‌خواست کمی شوخ‌طبعی را وارد فضای جدی پژوهش‌های علمی کند.
این آزمایش‌ها بخشی از روشی بودند که گایم بعدها آن را آزمایش‌های جمعه‌شب نامید. او گاهی از پروژه‌های اصلی خود فاصله می‌گرفت و سراغ ایده‌هایی می‌رفت که شاید در نگاه اول عجیب یا حتی بی‌فایده به‌نظر می‌رسیدند. البته این به معنای آزمایش‌کردن بدون مطالعه و برنامه نبود. گایم معتقد بود ورود به حوزه‌های تازه به دانش و تلاش زیادی نیاز دارد، اما درعین‌حال نباید تمام وقت یک پژوهشگر صرف دنبال‌کردن مسیرهای ازپیش‌تعیین‌شده شود. همین علاقه به امتحان‌کردن ایده‌های غیرمعمول، چند سال بعد او را به پژوهشی کاملاً متفاوت رساند.
گایم پس از پیوستن به دانشگاه منچستر، به بررسی ماده‌ای علاقه‌مند شد که دانشمندان مدت‌ها درباره ویژگی‌های آن بحث می‌کردند: گرافن. برای آشنایی با گرافن، کافی است به گرافیت، همان ماده‌ای که در مغز مداد وجود دارد، نگاهی بیندازیم. گرافیت از لایه‌های کربنی تشکیل شده است که روی هم قرار گرفته‌اند. در هر لایه، اتم‌های کربن به شکل شبکه‌ای شش‌ضلعی کنار یکدیگر قرار دارند. اگر بتوان تنها یکی از این لایه‌ها را جدا کرد، به گرافن می‌رسیم؛ ماده‌ای با ضخامت فقط یک اتم.
مسئله این بود که چگونه می‌توان چنین لایه نازکی را از گرافیت جدا و ویژگی‌های آن را بررسی کرد. در سال ۲۰۰۲، گایم از دانشجویی به‌نام «دا جیانگ» (Da Jiang) خواست قطعه‌ای گرافیت را تا جای ممکن نازک کند. قطعه‌ای که در اختیار دانشجو قرار گرفته بود، حدود ۳۰۰ پوند ارزش داشت، اما تلاش اولیه نتیجه مطلوبی نداد. دستگاه مورد استفاده، گرافیت را به مقدار کمی ماده تبدیل کرد که هنوز به‌اندازه کافی نازک نبود. وقتی دانشجو قطعه دیگری درخواست کرد، گایم چندان خوشحال نشد؛ به‌خصوص که قطعه گران‌قیمت قبلی عملاً از بین رفته بود.
مدتی بعد، توجه پژوهشگران به وسیله‌ای بسیار ساده‌تر جلب شد: نوار چسب معمولی. در آزمایشگاه، از نوار چسب برای تمیزکردن سطح گرافیت استفاده می‌کردند. یکی از اعضای گروه متوجه شده بود که هنگام جداکردن چسب، لایه‌های نازکی از گرافیت به آن می‌چسبند. این نوارها معمولاً دور انداخته می‌شدند، اما همین موضوع ایده تازه‌ای در اختیار پژوهشگران گذاشت.
روش کار ساده بود. نوار چسب را روی گرافیت می‌چسباندند و سپس جدا می‌کردند. با تکرار این کار، لایه‌های گرافیت هر بار نازک‌تر می‌شدند تا جایی که امکان دستیابی به لایه‌های بسیار نازک کربن فراهم می‌شد. البته جدا کردن گرافن فقط بخشی از کار بود. پژوهشگران باید لایه‌های تک‌اتمی را از میان نمونه‌ها پیدا می‌کردند، آن‌ها را روی سطح مناسبی قرار می‌دادند و ویژگی‌های الکترونیکی‌شان را با تجهیزات دقیق آزمایشگاهی بررسی می‌کردند.
گایم با همکاری «کنستانتین نووسلف» (Konstantin Novoselov) و دیگر اعضای گروه سرانجام موفق شد نمونه‌های گرافن تک‌لایه را جدا و ویژگی‌های آن‌ها را بررسی کند. نتایج این پژوهش در سال ۲۰۰۴ منتشر شد. به‌این‌ترتیب، نوار چسب معمولی که پیش‌تر فقط برای تمیزکردن گرافیت استفاده می‌شد، به ابزاری مهم در پژوهش گرافن تبدیل شد. هرچند روش اولیه بسیار ساده بود، دستیابی به نمونه‌های مناسب و اثبات ویژگی‌های آن‌ها به آزمایش‌های دقیق و کار پژوهشی گسترده‌ای نیاز داشت.
از کشف گرافن تا دریافت نوبل فیزیک
گرافن خیلی زود توجه دانشمندان را به خود جلب کرد، چون ویژگی‌هایی داشت که از ماده‌ای به ضخامت تنها یک اتم انتظار نمی‌رفت. این ماده با وجود نازکی فوق‌العاده‌اش، بسیار مستحکم است و توانایی بالایی در انتقال جریان الکتریکی و گرما دارد. از سوی دیگر، الکترون‌ها در گرافن رفتار متفاوتی نشان می‌دهند و در شرایط خاص، می‌توان حرکت آن‌ها را با معادلاتی مشابه معادلات مربوط به ذرات نسبیتی توصیف کرد. مجموعه این ویژگی‌ها باعث شدند گرافن به یکی از زمینه‌های مهم پژوهش در فیزیک و علم مواد تبدیل شود.
در سال ۲۰۱۰، آندره گایم و کنستانتین نووسلف به‌خاطر آزمایش‌های پیشگامانه روی گرافن، جایزه نوبل فیزیک را دریافت کردند. به‌این‌ترتیب، گایم نخستین فردی شد که هم جایزه ایگ‌نوبل و هم نوبل فیزیک را در کارنامه داشت. او سال ۲۰۰۰ برای پژوهش درباره معلق‌سازی مغناطیسی قورباغه جایزه‌ای طنزآمیز گرفته بود و تنها ده سال بعد، برای پژوهش روی گرافن به یکی از معتبرترین جوایز علمی جهان رسید.
البته آزمایش قورباغه ارتباط مستقیمی با پژوهش گرافن نداشت. آنچه این دو ماجرا را به هم پیوند می‌دهد، شیوه کار گایم و علاقه‌اش به امتحان‌کردن ایده‌های غیرمعمول است. او معتقد بود پژوهشگران نباید آن‌قدر درگیر مسیرهای رایج تحقیقاتی شوند که فرصت بررسی پرسش‌های تازه را از دست بدهند. به باور او، فعالیت علمی بیشتر شبیه یک ماراتن طولانی است تا مسابقه دوی سرعت و حفظ کنجکاوی در این مسیر اهمیت زیادی دارد.
آزمایش قورباغه نمونه‌ای از همین نگاه بود. گایم و همکارانش از پدیده‌ای شناخته‌شده در فیزیک استفاده کردند، اما آن را به شکلی نمایش دادند که توجه بسیاری از مردم را جلب کرد. در پژوهش گرافن نیز سراغ پرسشی رفتند که پاسخ‌دادن به آن در ظاهر ساده به‌نظر می‌رسید: آیا می‌توان یک لایه تکی از گرافیت را جدا و ویژگی‌هایش را بررسی کرد؟
شاید جالب‌ترین بخش داستان علمی گایم، تفاوت ابزارهای این دو آزمایش باشد. او برای معلق نگه‌داشتن یک قورباغه به آهنربایی بزرگ و پرمصرف نیاز داشت، اما پژوهشی که بعدها جایزه نوبل را برایش به همراه آورد، با استفاده از وسیله‌ای معمولی مانند نوار چسب پیش رفت.
داستان گایم یادآوری می‌کند که ایده‌های مهم علمی همیشه با تجهیزات پیچیده یا پرسش‌های بزرگ آغاز نمی‌شوند. گاهی یک آزمایش غیرمعمول یا توجه به چیزی که دیگران به‌سادگی از کنارش می‌گذرند، می‌تواند مسیر تازه‌ای برای پژوهش باز کند. البته آنچه چنین ایده‌هایی را به دستاورد علمی تبدیل می‌کند، تنها کنجکاوی نیست، بلکه دانش، پشتکار و آزمایش‌های دقیق است.