Por qué los físicos intentaron poner un hurón en un acelerador de partículas

EN FEBRERO DE 1971, FÍSICOS DEL Laboratorio Nacional de Aceleradores de Batavia, Illinois, comenzaron a probar la máquina más grande del mundo: un acelerador de partículas sincrotrón de protones con forma de anillo y 200 mil millones de electronvoltios (BeV*). Había mucho en juego. El director de la NAL, Bob Wilson, había dicho al Departamento de Energía de Estados Unidos que podía ponerlo en funcionamiento en cinco años por 250 millones de dólares, y ya llevaban cuatro años. Pronto se toparon con un problema desconcertante: los imanes que eran esenciales para su funcionamiento seguían fallando.

¿La solución de baja tecnología propuesta para este problema de alta tecnología? Un hurón llamado Felicia.

Pero primero, un poco de historia. El NAL, hoy conocido como Fermilab, en honor al físico Enrico Fermi, tiene una cadena de aceleradores: un acelerador lineal (linac), un propulsor, un anillo reciclador y un anillo inyector principal. El linac proporciona el haz de protones y la descarga inicial de energía; el propulsor lo acelera; el reciclador “lo agrupa” en grupos de protones para obtener un haz más intenso; y el anillo inyector principal hace girar el haz decenas de miles de veces hasta casi la velocidad de la luz. Luego, las partículas se envían a varias instalaciones de prueba, donde se chocan entre sí o contra un objetivo fijo. La colisión resultante, observada por un detector de partículas, revela sus interiores y, en ocasiones, crea partículas exóticas. Estos son los elementos más fundamentales del universo.

En 1971, el diseño era un poco diferente; Por un lado, los anillos inyector y reciclador no existían. Lo que hizo fue un acelerador de cuatro millas a la redonda llamado anillo principal. Estaba equipado con imanes que guían el haz a través de los aceleradores: “774 imanes dipolares, que dirigen el haz de partículas, y 240 imanes cuadrupolares, que enfocan el haz”, como recuerda el físico Ryuji Yamada, que diseñó el imán dipolo.

Estos no son imanes de nevera: cada uno mide 20 pies de largo y pesa casi 13 toneladas. Al principio, sólo dos imanes fallaron cuando se rompió el aislamiento de fibra de vidrio alrededor de sus bobinas. Pronto se convirtieron en dos por día. Durante los siguientes meses, el equipo reemplazó 350 imanes.

Sin embargo, el 30 de junio de 1971 consiguieron enviar por primera vez un haz de partículas alrededor del anillo. En agosto, enviaron uno unas 10.000 veces. Pero cuando intentaron acelerar las partículas por encima de siete BeV, los imanes se cortocircuitaron.

Yamada finalmente se dio cuenta de la causa: astillas de metal que quedaron cuando cortaron los tubos de vacío. "Entonces, cuando los imanes fueron excitados a un campo más alto", escribió, "fueron arrastrados hacia el interior del espacio del imán, se levantaron y detuvieron el haz, porque eran material ligeramente magnético".

Tuvieron que sacar las astillas. ¿Pero cómo?

Robert Sheldon, un ingeniero británico que había sido contratado por la NAL para encontrar “atajos e ideas para ahorrar dinero”, sugirió que un hurón, equipado con una herramienta de limpieza, podría hacer el trabajo, correteando a través de los tubos de la aspiradora como si estuviera echando conejos. de una madriguera. "En esta parte de Yorkshire, los cazadores utilizaban hurones", escribió Frank Beck, exjefe de servicios de investigación del Fermilab. "Un hurón no dudaría en correr por el interior del tubo de acero inoxidable, incluso si eso implicara un largo viaje hacia lo desconocido".

El hurón llegó mediante entrega especial desde Wild Game and Fur Farm en Gaylord, Minnesota. Con 15 pulgadas de largo, era el hurón más pequeño que habían tenido. Su pelaje era marrón y negro a excepción de manchas blancas en su rostro. La llamaron Felicia. Ella costó $35.

Le colocaron un collar personalizado alrededor del cuello a Felicia y un pañal alrededor de su trasero; La caca de hurón en un tubo también detendría un protón. Le ataron una cuerda al cuello. Felicia debía llevar la cuerda de un extremo al otro de un tubo. Luego colocarían un hisopo humedecido en limpiador en la cuerda y lo pasarían.

Pero Felicia se negó a entrar al tubo de vacío del anillo principal. Tal vez se sintió intimidada por el estrecho y oscuro bucle negro: tenía cuatro millas a la redonda.

Ante un hurón recalcitrante, los científicos lo reasignaron a una sección de tubos de 12 pulgadas de ancho en el Meson Lab, una instalación de pruebas que aún estaba en construcción. "Le enseñaron a correr a través de túneles cada vez más largos hasta que estuvo lista para probar una de las secciones de 300 pies que se unirán para fabricar los tubos del Meson Lab", señaló Time.

Después de su primera carrera, salió “luciendo un poco cansada y desconcertada pero por lo demás bastante saludable”, según Beck. Había tirado de la cuerda hasta el final. Como estaba previsto, los trabajadores pasaron el hisopo a través de los tubos. Salió cubierto de motas de polvo y acero.

Los medios pronto se enteraron de sus escapadas. Después de realizar siete carreras exitosas, Time se preguntó si debería ser recompensada con mate. Un funcionario anónimo respondió: “Si Felicia queda embarazada, es posible que no pase por las trompas”.

Es probable que Felicia no corriera ningún peligro durante sus carreras, dice Valerie Higgins, archivera e historiadora del Fermilab. "Las secciones por las que pasó todavía estaban en construcción, por lo que pensé que no tendrían electricidad en ese momento", dice. "En lo que respecta a quedarse atascado o asfixiado: creo que simplemente confiaban en el instinto de un hurón para explorar túneles, así que no creo que ella hubiera bajado por un túnel demasiado pequeño para ella".

El personal de NAL adoraba a Felicia y le daba pollo, hígado, cabezas de pescado y hamburguesa cruda, su favorita. Algunos empleados incluso llevaron a Felicia a su casa para pasar la noche cuando la granja de visones en la que generalmente dormía no tenía espacio para ella.

Mientras tanto, el ingeniero Hans Kautzky creó un “hurón magnético” para lidiar con los escombros del anillo principal. Adjuntó una docena de discos Mylar a una varilla de acero inoxidable, junto con un cable flexible de acero inoxidable de 700 metros (el equivalente a la cuerda de Felicia) y un imán permanente que atrae metales (la contraparte del hisopo de limpieza). Disparó el dispositivo a través de una sección del anillo principal con aire comprimido. "Con 12 operaciones, podríamos recorrer todo el anillo", escribió Yamada. "De esta manera pudimos limpiar todo el tubo de aspiración, aunque no perfectamente".

Pero funcionó bastante bien, porque durante los siguientes meses, el equipo aumentó constantemente los niveles de energía sin provocar un cortocircuito en el sistema, y ​​el 1 de marzo de 1972 consiguieron que el acelerador alcanzara la energía objetivo de 200 BeV.

Después de una docena de recorridos por los tubos de Meson Lab (que, cuando se unieron, se hicieron demasiado largos para su comodidad), Felicia se jubiló parcialmente y pasó la mayor parte de su tiempo como mascota en la granja de visones. Una noche de la primavera siguiente, estaba en la casa de Charles Crose, un empleado de NAL, cuando se enfermó. Crose la llevó al veterinario al día siguiente. Bajo atención médica, se recuperó brevemente, pero un par de días después murió, el 9 de mayo de 1972. Una necropsia reveló una ruptura de un absceso en su tracto intestinal. The Village Crier señaló: "Está previsto que el cuerpo de Felicia sea disecado y montado para exhibirlo permanentemente como símbolo del desarrollo inicial de la NAL".

Pero si Felicia fue disecada, no hay constancia de ello. "Nunca he encontrado ninguna evidencia de que eso haya sucedido, y nadie recuerda que eso haya sucedido alguna vez", dice Higgins, quien intentó localizar a las personas que trabajaron con Felicia o que podrían tener más información sobre su destino después de la muerte. Ella no tuvo suerte. Muchos han muerto desde entonces.

La mayoría de los artefactos históricos asociados con Fermilab se encuentran en un espacio de almacenamiento que administra Higgins. ¿Hay alguna posibilidad de que esté escondida en algún lugar de atrás, en lo profundo de un estante?

"Parece muy improbable", dice Higgins. "Me encantaría encontrar eso, pero no hay muchos rincones en este momento en los que alguien no haya estado".

Hoy Fermilab es uno de los 17 laboratorios nacionales y tiene múltiples aceleradores de partículas. De las 13 partículas subatómicas conocidas en el modelo estándar del universo (seis quarks, seis leptones y el bosón de Higgs) se han descubierto allí tres: el quark inferior en 1977, el quark superior en 1995 y el neutrino tau en 2000. .

El complejo del acelerador funciona las 24 horas del día, durante todo el año, excepto durante un par de períodos planificados en los que está cerrado por mantenimiento, según Andre Salles, portavoz del Fermilab. Es entonces cuando se pueden limpiar las trompas. Para tramos más cortos, los operadores del acelerador sujetan un trapo a un palo largo y lo pasan. Si se trata de un túnel largo, utilizan el método que Felicia hizo famoso: "Por lo general, utilizan algún tipo de hilo", dice Salles, "y simplemente pasan el hisopo".

Este artículo apareció originalmente en Atlas Obscura, la guía definitiva de las maravillas ocultas del mundo. Suscríbase al boletín informativo de Atlas Obscura.