При подготовке и проведении экспериментов Турлыгин проявил немало изобретательности. В экспериментах участвовало три человека: испытуемый, гипнотизёр (индуктор), экспериментатор. Измерительный прибор — секундомер. Задача испытуемого — уловить мысленный приказ индуктора «падать назад». (Испытуемый падал в руки страхующего его ассистента.)

Предоставленный сам себе, испытуемый падал через 1–2 минуты после команды «начинаем!». В случае же, когда к этой команде присоединялся мысленный приказ «падать назад», время начала падения сокращалось до 2-10 секунд. Измеренное секундомером время, прошедшее от начала мысленного воздействия до начала падения испытуемого, было основным критерием результативности воздействия.

Эксперименты ставились в звукоизолированной комнате. В одном её месте стояла сплошь обитая свинцом будка. В ней размещался индуктор. На уровне его лица находился патрубок (труба), выходящий из будки наружу. Испытуемые ставились затылком к патрубку на расстоянии до 2-х метров от него. Предполагаемое излучение индуктора должно было, по мнению С.Я. Турлыгина, проходить через отверстие патрубка и падать на свинцовый экран, который, предположительно, должен был задерживать излучение. Последнее могло также падать либо на эбонитовое или медное «зеркало», способное, как предполагалось, отражать его поток, либо на дифракционную решётку, давая картину дифракции — максимумы и минимумы плотности энергии. В ряде случаев поток мог проходить между пластин конденсатора. Пройдя через экран, дифракционную решётку, пластины конденсатора, либо отразившись от «зеркала», излучение падало на испытуемого. Таким образом, исследовалась чисто физическая картина явления.

Оказалось, что свинцовый экран задерживает излучение: испытуемый начинал падать позже, чем в опытах без экрана. Опыты с «зеркалом» подтвердили наличие излучения и «оптический» закон его отражения. Опыты с дифракционной решёткой позволили определить длину волны излучения — она оказалась в диапазоне 1,8–2,1 мм. Однако излучение не отклонялось в электрическом поле конденсатора.

Интересны заключительные замечания С.Я. Турлыгина: «…с точки зрения физики самым существенным является тот факт, что поведение объекта (испытуемого) — продолжительность экспозиции — даёт чёткую оптическую картину, которую можно объяснить только наличием лучистой энергии — луча». Он не сомневается в реальности зарегистрированного им излучения: «указанные опыты не оставляют у нас сомнения в наличии излучения, исходящего из организма человека».

Надо сказать, что некоторые исследователи упрекали С.Я. Турлыгина в недостаточной чистоте эксперимента. Они предполагали возможность подсказки, то есть «утечки» информации от индуктора к испытуемому по обычным сенсорным или субсенсорным каналам, ведь индуктор и испытуемый находились в одной комнате. Но этот упрёк справедлив лишь по отношению к психологической картине феномена, а С.Я. Турлыгин изучал чисто физическую («оптическую») картину.

Сергей Яковлевич не оставлял подобные замечания без ответа, а всегда подвергал их экспериментальной проверке. Так, в ответ на упрёк, что испытуемые знают, где им предстоит падать (в опытах использовались «натренированные» испытуемые), Сергей Яковлевич в тайне от всех ночью проник в лабораторию и изменил шаг дифракционной решётки. Теперь испытуемые должны были бы падать в другом месте, но они не подозревали об этом. Опыты были продолжены, и места падения испытуемых переместились. Последующие расчёты показали, что именно там они и должны были падать: именно там сосредотачивались, согласно расчётной дифракционной картине, узлы максимальной плотности энергии излучения, прошедшего через решётку с изменённым шагом. Об этом эксперименте, как вспоминает один из авторов книги «Психотронная война» Г.