В феврале 1971 года в Национальной ускорительной лаборатории США (NAL), известной сейчас как Фермилаб, начались испытания Тэватрона — самой большой экспериментальной установки в мире на тот момент. Он представлял из себя подземное кольцо длиной 6,3 км, в котором протоны и антипротоны должны были разогнаться до скорости, близкой к скорости света.
Ставки были высоки. Директор NAL Боб Уилсон обещал Министерству энергетики США запустить тэватрон в течение пяти лет. Через четыре года после старта проекта, на который было потрачено 250 миллионов долларов, физики столкнулись с непонятной проблемой: магниты, ускоряющие частицы, уже при разгоне до 0.2 ГэВ пачками выходили из строя. Однако, для решения этой высокотехнологичной проблемы было предложено элегантное низкотехнологичное решение — хорек по имени Фелиция.
Как работал Тэватрон
Тэватрон, который служил науке до 2011 года, представлял собой цепочку ускорителей. Сначала молекулы водорода прогоняли через два линейных ускорителя, где они ионизировались, достигали 400 МэВ, отдавали электроны и превращались в протоны.
Протоны направлялись в бустерный синхротрон. Там они приобретали энергию в 8 ГэВ, после чего попадали в еще один вспомогательный ускоритель (так называемый главный инжектор), который доводил их энергию до 120 ГэВ или 150 ГэВ. Сгустки протонов с энергией 150 ГэВ немедленно инжектировались в главное кольцо километрового радиуса, окруженное как обычными, так и сверхпроводящими магнитами. Там они разгонялись до 980 ГэВ и приобретали скорость в 99,89% световой.
Часть протонов с энергией 120 ГэВ бомбардировали никелевую мишень и порождали антипротоны. Те собирались в отдельном кольце, а потом попадали в главное кольцо, где тоже разгонялись до 980 ГэВ.Таким образом в тэватроне формировалась энергия столкновения около 2 ТэВ. Этот рекорд держался почти четверть века до строительства БАК.
Первые испытания
В далеком 1971 году Тэватрон выглядел иначе: главного инжектора и главного синхротрона еще не было, только кольцо ускорителя диаметром 4 мили. На нем располагались 774 дипольных магнита, которые управляли пучком частиц, и 240 четырехполюсных магнита, фокусировавших луч. Это не магнитики на холодильник: каждый имел длину 20 футов и весил почти 13 тонн. При первых испытаниях у двух магнитов повредилась стекловолоконная изоляция катушек. Затем это начало повторяться несколько раз в день и за несколько месяцев исследователям пришлось менять 350 магнитов. Несмотря на это, 30 июня 1971 года физикам удалось провести направленный поток частиц по всему кольцу. К августу им удалось прогнать поток по кругу около 10000 раз подряд. Но когда они попытались ускорить частицы выше 7 МэВ, магниты замкнули. Физик Рюдзи Ямада, который разработал дипольный магнит, наконец понял причину: в вакуумной трубке оставалась металлическая пыль. «Когда магниты создавали сильное поле, — писал он, — фрагменты металла попадали в зазор магнита и остановили поток, так как являлись слабым магнитным материалом». Стало очевидным, что нужно убрать все лишние фрагменты, но как?
Решение от британских инженеров
Британский инженер Роберт Шелдон предложил идею, что обычный хорек сможет пробежать в вакуумных трубках, словно по кроличьей норе. Специальной доставкой с меховой фермы в Миннесоте ученым прислали самого маленького хорька, которого нашли. Фелиция была 15 дюймов в длину, у неё был бурый мех с белыми пятнами на мордочке, и она стоила 35 долларов. Ученые остановили ускоритель, надели на шею и задние лапы Фелиции шлейку и с прикрепленной протяжкой. После того, как животное пройдет трубу, они хотели протянуть вал с чистящим средством.
Но Фелиция сразу поняла, что кроликами тут и не пахнет и отказалась лезть в главное кольцо вакуумной трубки. Возможно, её напугала узкая, неосвещенная металлическая петля длиной четыре мили.
Американцы не сдались. Они перенесли непокорного хорька в лабораторию, где дрессировали её бегать по трубкам испытательной установки, которая еще строилась. «Ее учили бегать по длинным туннелям, пока она не была готова попробовать одну из 300-футовых секций, из которых планировалось делать, вакуумные трубки в мезонной лаборатории», — написал Time. После дюжины пробежек по трубам мезонной лаборатории, которые после соединения становились для Фелиции слишком длинными, её отправили на пенсию. Большую часть времени она проводила в качестве домашнего питомца.
Весной следующего года в доме сотрудника NAL, Чарльза Круза, Фелиции стало плохо. Её отвезли к ветеринару, но 9 мая 1972 года она умерла от разрыва абсцесса в кишечном тракте.
После смерти
В некрологе, который опубликовала газета The Village Crier было написано, что из Фелиции планировалось сделать чучело, которое бы напоминало о раннем этапе развития NAL.
