물리학자들이 입자가속기에 흰족제비를 넣으려고 한 이유

1971년 2월, 일리노이 주 바타비아에 있는 국립 가속기 연구소의 물리학자들은 세계에서 가장 큰 기계인 고리 모양의 2000억 전자 볼트(BeV*) 양성자 싱크로트론 입자 가속기를 테스트하기 시작했습니다. 위험은 높았습니다. NAL 이사인 밥 윌슨(Bob Wilson)은 미국 에너지부에 2억 5천만 달러를 들여 5년 안에 이를 운영할 수 있다고 말했고, 그 기간은 4년이었습니다. 그들은 곧 당황스러운 문제에 직면했습니다. 운영에 필수적인 자석이 계속해서 고장났습니다.

이런 하이테크 문제에 대해 제안된 로우테크 솔루션은? 펠리시아라는 이름의 흰족제비.

하지만 먼저 약간의 배경 지식이 필요합니다. 오늘날 물리학자 엔리코 페르미(Enrico Fermi)의 이름을 따서 페르미랩(Fermilab)으로 알려진 NAL은 선형 가속기(linac), 부스터, 재활용 링, 메인 인젝터 링 등 일련의 가속기들로 구성되어 있습니다. 선형선은 양성자 빔과 초기 에너지 충격을 제공합니다. 부스터가 가속합니다. 재활용자는 더 강렬한 빔을 위해 양성자 그룹으로 "일괄 처리"합니다. 메인 인젝터 링은 빔을 거의 빛의 속도에 가깝게 수만 배 압축합니다. 그런 다음 입자는 다양한 테스트 시설로 보내져 서로 충돌하거나 고정된 목표에 부딪힙니다. 입자 탐지기로 관찰한 결과 충돌로 인해 내부가 드러나고 때로는 이국적인 입자가 생성됩니다. 이것이 우주의 가장 기본적인 요소입니다.

1971년에는 디자인이 약간 달랐습니다. 우선 인젝터와 리사이클러 링이 존재하지 않았습니다. 메인 링이라고 불리는 4마일 주위의 가속기가 작동했습니다. 쌍극자 자석을 설계한 물리학자 야마다 류지(Ryuji Yamada)는 "입자 빔을 조종하는 774개의 쌍극자 자석과 빔의 초점을 맞추는 240개의 사중극자 자석"이라고 회상하면서 가속기를 통해 빔을 유도하는 자석이 장착되어 있었습니다.

이것은 냉장고 자석이 아닙니다. 각각의 길이는 20피트이고 무게는 거의 13톤입니다. 처음에는 코일 주변의 유리 섬유 단열재가 파손되면서 자석 두 개만 파손되었습니다. 그것은 곧 하루에 두 개가 되었습니다. 다음 몇 달에 걸쳐 팀은 350개의 자석을 교체했습니다.

그러나 1971년 6월 30일에 그들은 처음으로 고리 주위로 입자 광선을 보내는 데 성공했습니다. 8월까지 그들은 약 10,000번을 보냈습니다. 그러나 그들이 7 BeV 이상으로 입자를 가속하려고 시도했을 때 자석이 단락되었습니다.

야마다는 마침내 그 원인을 깨달았습니다. 진공관을 절단할 때 금속 조각이 남겨졌기 때문입니다. “그래서 자석이 더 높은 자기장으로 여기되었을 때 자석 틈 안으로 끌려들어가 일어섰고 빔이 멈추었습니다. 왜냐하면 자석이 약간 자성 물질이었기 때문입니다.”

그들은 조각을 꺼내야 했습니다. 하지만 어떻게?

"지름길과 돈 절약 아이디어"를 찾기 위해 NAL에 파견된 영국 엔지니어 Robert Sheldon은 청소 도구를 갖춘 흰 족제비가 마치 토끼를 쫓아내는 것처럼 진공관을 통해 재빠르게 일을 할 수 있다고 제안했습니다. 워렌의. Fermilab의 연구 서비스 책임자였던 Frank Beck은 "요크셔 지역에서는 사냥꾼들이 흰족제비를 사용했습니다."라고 썼습니다. "페럿은 미지의 세계로 긴 여행을 떠나더라도 주저하지 않고 스테인레스 스틸 튜브 내부로 달려갑니다."

흰족제비는 미네소타 주 게일로드에 있는 Wild Game and Fur Farm에서 특별 배송으로 도착했습니다. 길이가 15인치에 달하는 그녀는 그들이 가진 족제비 중 가장 작았습니다. 그녀의 털은 얼굴에 흰색 반점을 제외하고는 갈색과 검정색이었습니다. 그들은 그녀를 펠리시아라고 불렀습니다. 그녀의 가격은 35달러였습니다.

그들은 Felicia의 목 주위에 맞춤형 칼라를 배치하고 그녀의 뒤쪽에 기저귀를 배치했습니다. 튜브에 있는 흰 족제비의 똥은 양성자도 멈추게 할 것입니다. 그들은 칼라에 끈을 달았습니다. 펠리시아는 튜브의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 끈을 가져가야 했습니다. 그런 다음 세척제를 담근 면봉을 끈에 부착하고 잡아당깁니다.

그러나 펠리시아는 메인 링 진공관에 들어가는 것을 거부했습니다. 아마도 그녀는 좁고 빛도 없는 검은색 고리에 겁을 먹었을 것입니다. 둘레는 4마일이나 됩니다.

반항적인 흰족제비에 직면한 과학자들은 그녀를 아직 건설 중인 테스트 시설인 Meson Lab의 12인치 너비 튜브 섹션에 재배치했습니다. "그녀는 Meson Lab의 튜브를 만들기 위해 함께 연결될 300피트 섹션 중 하나를 시도할 준비가 될 때까지 점점 더 길어지는 터널을 질주하는 법을 배웠습니다."라고 Time은 말했습니다.