27 июля 2023 г
Десятилетия назад правила технического обслуживания лабораторий были не такими строгими, как сегодня. Мы предполагаем, что это, по крайней мере частично, привело великие умы из тогдашней Национальной ускорительной лаборатории США, ныне Фермилаб, к оригинальному решению для очистки ускорителя частиц еще в 1971 году.
Это был февраль. Главный кольцевой ускоритель частиц в Мезонной лаборатории NAL был только что из упаковки, и физики стремились запустить его в работу.
Это оборудование стоимостью 250 миллионов долларов состояло из 4-мильной (6,4-километровой) трубы, вдоль которой, как они надеялись, 1014 мощных магнитов помогут направлять и ускорять протоны до энергий до 200 миллиардов электрон-вольт. Научные перспективы были невероятно захватывающими.
К концу апреля все выглядело не так радужно. Через шесть дней после установки последнего магнита было обнаружено, что две штуковины замкнуты на землю. Это был не тривиальный вопрос. Большинство магнитов были каждый около 20 футов в длину и весом 12,5 тонн. Потребовалось некоторое время, чтобы заменить два магнита… Но затем это повторилось. И еще раз. В общей сложности на установке пришлось заменить около 350 магнитов.
В конце концов, команда проследила причину проблемы до загрязнения. В ускорителе остались крошечные металлические стружки. Трубка ускорителя имела диаметр теннисного мяча. Это представляло собой небольшую проблему: Как удалить стружку? Физик Рюдзи Ямада предложил протягивать магнит через трубки. Неплохая идея, но кто будет тянуть?
Британский физик Роберт Шелдон – очень изобретательный парень – нашел решение.
"В его части Йоркшира охотники использовали хорьков", - вспоминал в 2016 году ученый-компьютерщик Фрэнк Бек.
"Хорьки - похожие на ласку млекопитающие, которым нравится спускаться в туннели и выпалывать кроликов. Хорек без колебаний побежал бы вниз по внутренней части трубы из нержавеющей стали, даже если бы это потребовало долгого путешествия в неизвестное. Более того, это было бы своего рода экологичным решением технической проблемы, и всем понравилась эта идея ".
Дизайнер Главного кольца Уолли Пелчарски, которому было поручено разработать механического хорька для чистки трубки, связался с фермой по разведению дичи и меха в Гейлорде, штат Миннесота, и попросил у них самого маленького хорька, который у них был. В обмен всего на 35 долларов они отправили Фелицию. При длине всего 15 дюймов Фелиция была особенно маленьким хорьком, как раз подходящим для крошечного туннеля, который требовал чистки.
Фелисии был надет подгузник для предотвращения сбоев в работе ускорителя частиц, связанных с дефекацией, и кожаная сбруя. Затем исследователи научили ее путешествовать по темным туннелям в ремне безопасности, к которому была прикреплена прочная веревка.
Она бегала от одного конца 300-футовых секций туннеля к другому, получая вознаграждение в виде курицы, печени, рыбных голов или мяса для гамбургеров, как только заканчивала раздел. Инженер в конце привязывал к веревке тампон, пропитанный чистящей жидкостью, чтобы люди на другом конце протащили его обратно по туннелю для сбора мусора.
По-видимому, это сработало довольно хорошо, и ученые смогли расчистить туннели с небольшой помощью пушистика. Однако со временем их потребности превысили возможности Фелиции, и инженер Ханс Каутцки разработал новое решение. Он прикрепил майларовые диски к гибкому кабелю, который проталкивался по трубам с помощью сжатого воздуха, и Фелиция ушла на пенсию после дюжины или около того запусков.
Также оказалось, что у выхода магнитов из строя было несколько причин, и металлическая стружка не была главной виновницей.
"Основной причиной был плохой контроль качества при изготовлении соединений для медных проводников с водяным охлаждением", - вспоминал Ямада. "Сопрягаемые поверхности стыкового сварного соединения иногда были не совсем параллельны, и в результате стык мог иметь небольшой клиновидный зазор. Позже была использована улучшенная сварка со вставленной трубой".
Фелиция оставалась любимой учеными NAL, но, увы, не дожила до того, чтобы насладиться выходом на пенсию. Она скончалась в мае 1972 года от прорвавшегося абсцесса в кишечном тракте. Пусть она насладится заслуженным мясом для гамбургеров в загробной жизни хорька.