Хорёк Фелиция и её карьера в ускорительной лаборатории

Десятки лет назад требования по обслуживанию лабораторий были гораздо более снисходительными, чем сегодня. Вероятно, этот фактор хотя бы отчасти сыграл роль в том, что в 1971 году по ускорителю частиц Фермилаба передвигались не только протоны, но и… хорёк. Зачем физики посадили в ускоритель пушного зверька? – далее в нашей статье.

Это был февраль 1971 года. В Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми собирались ввести в эксплуатацию Главное кольцо – синхротрон на тёплых электромагнитах. По завершению сборки кольцо представляло бы собой 6,5-километровую трубу, окружённую 1014 мощными магнитами, которые удерживают пучок протонов на кольцевой орбите. Учёным не терпелось приступить к невероятным и многообещающим научным экспериментам. Однако, вопреки всем расчётам и ожиданиям, ещё на этапе сборки эксперименты сопровождались необычными «побочными эффектами» в виде выхода магнитов из строя даже при незначительном наращивании мощности системы.

В итоге спустя 6 дней после установки последнего магнита сразу два из них замкнуло на землю. При длине около 6 метров масса магнитов составляла около 12,5 тонны, потому их замена была весьма трудоёмким процессом. Увы, вскоре проблема повторилась – и не раз. Как следствие, в комплексе общей стоимость около $250 млн пришлось заменить примерно 350 магнитов. Лишь спустя некоторое время исследователям удалось установить причину замыкания – загрязнение трубы ускорителя крошечной металлической стружкой, которая, вероятно, осталась внутри после монтажных работ.

Как извлечь металлическую стружку и пыль из сегментов стальной трубы протяжённостью по 91,5 метра каждый? Столь высокотехнологичная проблема требовала не менее высокотехнологичного решения. Так, учёные пришли к мысли о том, что посторонние фрагменты металла из трубы можно извлечь при помощи магнита, однако как протянуть магнит через трубу, не нарушив её целостность? Размышляя над решением, британский физик Роберт Шелдон вспомнил о своей родине, а точнее о йоркширской традиции использования дрессированных хорьков в охоте за кроликами. Эти миниатюрные зверьки отличаются невероятной страстью ко всевозможным тоннелям, трубам, норкам и т. п. Хорёк будет не прочь прогуляться по стальной трубе, даже если он понятия не имеет, что его ждёт впереди. К тому же такой подход показался учёным весьма щадящим и экономным.

Один из разработчиков Главного кольца Волли Пелчарски взял на себя задачу по созданию механического хорька. Однако этот процесс требовал времени, потому в качестве альтернативы он обратился к владельцам пушной зверофермы в городе Гейлорд в Миннесоте с просьбой предоставить лаборатории самого маленького зверя. Так, всего за $35 в стенах Фермилаба появилась Фелиция – исключительно миниатюрный хорёк с длиной тела всего 38 см, который был не прочь исследовать будущий ускоритель частиц. Фелицию натренировали передвигаться по тёмному тоннелю в подгузниках и в кожаной шлейке, к которой вместо магнита на нитке фиксировали пропитанный чистящим средство валик. Для поощрения миниатюрной помощницы физики угощали её курицей, печенью, рыбными головами или мясным фаршем. Такой способ оказался неожиданно эффективным, однако по мере сборки кольца ускорителя Фелиции приходилось преодолевать всё большие расстояния, и примерно через дюжину рабочих прогулок по трубе хорёк «вышел на пенсию».

Вскоре учёные разработали новый способ очистки кольца при помощи зафиксированных на гибком проводе майларовых дисков, продвигаемых сквозь трубу при помощи сжатого воздуха. А ещё позже оказалось, что металлическая пыль была наименьшей проблемой ускорителя, и причиной выхода магнитов из строя было нарушение технологии сварки сегментов. Тем не менее Фелиция так и осталась любимицей учёных Фермилаба. К сожалению, после столь удивительной карьеры уникальный хорёк не успел насладиться заслуженной пенсией: в мае 1972 года зверёк погиб из-за разрыва абсцесса кишечника.