科學家將「雪貂」放入先進粒子加速器中 竟是為了「這件事」

劉孜芹    2023年08月08日 17:00:00

幾十年前,實驗室維護法規並不像今天那麼嚴格,研發國家加速器的美國費米實驗室,曾在1971年發明1種神奇方法來清潔粒子加速器:將1隻身長只有40公分的雪貂放入加速器管道內,讓牠拉著磁鐵在管內奔跑,以掃除裡面殘留的廢金屬屑。



 



科學新聞網站ScienceAlert報導,1971年2月,現為費米實驗室(FNAL)的美國國立加速器實驗室正在測試當時最先進的兆電子伏特加速器(Tevatron)。這項嶄新設備耗資超過2.5億美元,由1條6.4公里長的管道還有1014個強大磁鐵所組成,產能是當時其他任何加速器的7倍,目前也還是全球第2高產能的粒子加速器。



 



不過,兆電子伏特加速器的運作並不順利,老是故障,每當他們用大量能量撞擊粒子時,磁鐵老是會搖晃得太劇烈而引發短路。短短幾個月內,他們已經替這台機器更換了350個重達12.5噸的巨型磁鐵。



 



後來,他們發現了問題所在:在打造這台機器時,有細小的廢金屬屑殘留在加速器的真空管內。但更糟的是,這條管道雖然有6.4公里長,但寬度卻只能容許1顆網球通過,要完全清除管內的金屬垃圾並不容易。



 



跑過加速器管道的費利西亞


跑過加速器管道的費利西亞


跑過加速器管道的費利西亞。(取自費米實驗室網站)


 



最後,英國物理學家謝爾登(Robert Sheldon)提出讓「雪貂」來幫忙。他指出,雪貂這種動物身體細長,喜歡鑽進洞穴追趕兔子,會將兔子逼離巢穴,有些獵人會利用雪貂的這種習性,協助獵捕兔子。雪貂會喜歡在這條不銹鋼管內,高速地奔跑。



 



於是,加速器主環的設計師佩爾查斯基(Wally Pelczarski)花35美元買來1隻身長只有40公分的小雪貂,叫做費利西亞(Felicia)。費利西亞的身形比一般雪貂更小,非常適合執行這項清潔任務。



 



科學家先替費利西亞穿上尿布,以防止她的排泄造成另一種污染,並為她佩帶附有繩子的皮革背帶,繩子末端則綁著浸有清潔液的棉籤。



 



費利西亞在訓練之下,學會了跑過90公尺長的黑暗管道之後,便會得到雞肉、肝臟、魚頭或漢堡肉等食物作為獎勵。在跑了10幾趟之後,費利西亞圓滿地完成任務,也讓這台當時最先進的加速器順利運作。



 


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