Nem találja ki, mit csinált egy görény a részecskegyorsítóban

Felicia idomítás közben

A részecskegyorsítók a legfejlettebb kutatási eszközök megtestesítői. Még a laikusok is tudják, hogy ezeket a méregdrága berendezéseket az atomfizikai kutatásokban használják, és féltve őrzik a legkisebb külső behatások ellen. Még egy porszem se nagyon juthat beléjük, nemhogy egy görény. Egyszer azonban nagy szolgálatot tett a fizikusoknak egy görény, amelynek még nevet is adtak: Felicia.

1971 februárjában a Bataviában lévő amerikai Nemzeti Gyorsító Laboratórium (NAL, National Accelerator Laboratory, ma Fermi National Accelerator Laboratory, rövidítve Fermilab) fizikusai elkezdték tesztelni a világ akkori legnagyobb berendezését, a gyűrű alakú 200 milliárd elektronvoltos proton szinkrotron részecskegyorsítót.

A tét igen nagy volt. A NAL igazgatója, Bob Wilson azt ígérte az amerikai energiaügyi minisztériumnak, hogy öt éven belül működőképessé teszi a 250 millió dolláros berendezést, és négy év már eltelt.

Felicia idomítás közben Forrás: Fermilab

Hamarosan azonban beleütköztek egy zavarba ejtő problémába: a működéshez nélkülözhetetlen elektromágnesek folyton elromlottak.

A high-tech problémát egy low-tech módszerrel próbálták megoldani. Ő volt Felicia, a vadászgörény.

De ne szaladjunk ennyire előre.

Anélkül, hogy a részletekbe belemennénk, pár mondatban ismertetjük a részecskegyorsítók működését. A részecskegyorsítók töltött részecskéket (jelen esetben protonokat) gyorsítanak fel elektromos feszültséggel nagy energiára. A körkörös gyorsítókban, amilyen a Fermilab is, mágnesekkel tartják megfelelő pályán a részecskéket, amelyeket végül más részecskékkel ütköztetnek, hogy feltárják az univerzum alapvető építőanyagait.

1971-ben a NAL gyorsítójában 774 dipól mágnes – amelyek a részecskesugarat irányítják – és 240 kvadrupól mágnes – amelyek a sugarat fókuszálják – volt,

emlékezett vissza Ryuji Yamada fizikus, aki a dipól mágneseket tervezte.

Mai, modern mágnes a CERN-ben Forrás: CERN/LHC/Peter Ginter

Ezek a nem hűtött mágnesek egyenként nagyjából 6 méter hosszúak és 13 tonna tömegűek voltak. Először csupán két mágnes romlott el, amikor a tekercseik körüli üvegszál eltörött. Ez hamarosan napi két meghibásodásra növekedett. A következő hónapokban a csoportnak 350 mágnest kellett kicserélni.

Végül 1971. június 30-án sikerült először körbeküldeni egy részecskesugarat a mintegy 4 mérföld kerületű gyűrűben. Augusztusra egy sugarat 10 000-szer küldtek körbe. Amikor azonban megpróbálták a részecskéket 7 milliárd elektronvolt fölé gyorsítani, a mágnesek bedöglöttek.

Yamada végül megfejtette az okot: fémes ezüst maradt vissza, amikor belevágtak a vákuumcsövekbe. Ez – mivel az ezüst kissé mágneses anyag – bekerült a mágnesek rései közé, amikor megnövelték a mágneses mezőt, és blokkolta a részecskesugár útját.

Ki kellett tehát szedni az ezüstöt, de hogyan?

A National Accelerator Laboratory építése 1969-ben Forrás: Public domain

Ekkor került a képbe a görény. Robert Sheldon brit mérnök vetette fel az ötletet, hogy egy tisztítóeszközzel felszerelt vadászgörény megfelelne a munkára.

Egy vadászgörény nem fél attól, hogy szűk alagutakon fusson keresztül, így valószínűleg nem riad vissza attól, hogy végigszaladjon a hosszú, sötét csövön.

A NAL 35 dollárért beszerezte a legkisebb kapható görényt egy minnesotai tenyészfarmról, és a kutatók elnevezték őt Feliciának. Speciális nyakörvet tettek a nyakára és pelenkát a hátsójára (hiszen a görénykaki sem tett volna jót a gyorsítónak). Ezután egy zsinórt erősítettek a nyakörvéhez.

Felicia feladata az lett volna, hogy átvigye a zsinórt a cső egyik végétől a másikig. Ezután a kutatók egy tisztítószerrel átitatott törlőrongyot erősítettek volna a zsinórra és visszahúzták volna.

Felicia azonban megtagadta, hogy bemenjen a fő vákuumcsőbe. Talán megijedt a szűk, sötét, 4 mérföld (majdnem 6,5 kilométer) hosszú alagúttól.

Ekkor egy építés alatt álló gyorsítócsőben kezdték idomítani az állatot, hogy hozzászokjon az egyre hosszabb utakhoz.

Felicia előbukkan a nyílásból Forrás: Fermilab

Felicia a NAL dolgozóinak kedvence lett. Ellátták minden finomsággal, egyik-másik dolgozó haza is vitte olykor-olykor.

Közben egy másik mérnök, Hans Kautzky készített egy „mágneses görényt”, amely több kísérlet után végül sikerrel körbement a gyorsítóban, és elég jól kitisztította azt.

Így végül Felicia képzése feleslegesnek bizonyult, és a görény „nyugdíjba vonult”: házi kedvencként töltötte hátralévő életét egy prémfarmon. Az eredeti terv az volt, hogy halála után kitömik és kiállítják a gyorsítóban, de úgy látszik, elvetették a tervet, mert az ügyben érdeklődő újságíró sehol sem találta. Története azonban így is érdekes része a részecskekutatás hőskorának.