कैसे अमेरिकियों ने एक कोलाइडर में लाइव फेर्रेट डाला

फरवरी 1971 में, उस समय दुनिया में सबसे बड़ी प्रायोगिक सुविधा टेवाट्रॉन में परीक्षण यूएस नेशनल एक्सेलेरेटर लेबोरेटरी (एनएएल) में शुरू हुआ, जिसे अब फरमिलाब के नाम से जाना जाता है। यह 6.3 किमी लंबा एक भूमिगत वलय था, जिसमें प्रोटॉन और एंटीप्रोटोन को प्रकाश की गति के करीब गति में तेजी लाना था।

दांव ऊंचे थे। एनएएल के निदेशक बॉब विल्सन ने अमेरिकी ऊर्जा विभाग को पांच वर्षों में टेवाट्रॉन लॉन्च करने का वादा किया है। परियोजना की शुरुआत के चार साल बाद, जिसे $ 250 मिलियन खर्च किया गया था, भौतिकविदों को एक असंगत समस्या का सामना करना पड़ा: मैग्नेट जो कणों को तेज करते हैं वे पहले से ही फटने में 0.2 GeV तक टूट जाते हैं। हालांकि, इस उच्च तकनीक समस्या को हल करने के लिए, एक सुरुचिपूर्ण कम-तकनीक समाधान प्रस्तावित किया गया था - फ़ेलिशिया नामक एक फेरेट।

टैवट्रॉन ने कैसे काम किया

टेवाट्रॉन , जो 2011 तक विज्ञान की सेवा करता था, त्वरक की एक श्रृंखला थी। सबसे पहले, हाइड्रोजन अणुओं को दो रैखिक त्वरक के माध्यम से संचालित किया गया था, जहां उन्हें आयनित किया गया था, 400 मेव तक पहुंच गया, इलेक्ट्रॉनों का दान किया और प्रोटॉन में बदल गया।

प्रोटॉन बूस्टर सिंक्रोट्रॉन को भेजे गए थे। वहां उन्होंने 8 GeV की ऊर्जा हासिल की, जिसके बाद वे एक अन्य सहायक त्वरक (तथाकथित मुख्य इंजेक्टर) में गिर गए, जिससे उनकी ऊर्जा 120 GeV या 150 GeV तक पहुंच गई। 150 GeV की ऊर्जा वाले प्रोटॉनों के थक्कों को तुरंत एक साधारण और सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट से घिरे एक किलोमीटर के दायरे के मुख्य रिंग में इंजेक्ट किया गया। वहां उन्होंने 980 जीवी को गति दी और 99.89% प्रकाश की गति प्राप्त की।

कुछ 120 GeV प्रोटॉन ने एक निकल लक्ष्य पर बमबारी की और एंटीप्रोटोन उत्पन्न किए। वे एक अलग रिंग में इकट्ठा हुए, और फिर मुख्य रिंग में गिर गए, जहां उन्होंने 980 जीईवी को भी गति दी। इस प्रकार, टेवाट्रॉन में लगभग 2 टीईवी की टक्कर ऊर्जा का गठन किया गया। यह रिकॉर्ड एलएचसी के निर्माण से पहले लगभग एक चौथाई सदी का था।

पहले परीक्षण

टेवाट्रॉन का निर्माण, 1969।

1971 में वापस, टेवाट्रॉन अलग दिखे: कोई मुख्य इंजेक्टर और मुख्य सिंक्रोट्रॉन नहीं था, केवल 4 मील के व्यास के साथ एक त्वरक रिंग। इसने 774 द्विध्रुवीय चुम्बकों को रखा, जो कण किरण को नियंत्रित करते थे, और 240 चार-ध्रुव चुम्बक जो बीम को केंद्रित करते थे।

ये फ्रिज मैग्नेट नहीं हैं: प्रत्येक 20 फीट लंबा था और इसका वजन लगभग 13 टन था। पहले परीक्षणों में, दो मैग्नेट ने कॉइल के शीसे रेशा इन्सुलेशन को नुकसान पहुंचाया। फिर इसे दिन में कई बार दोहराया जाने लगा और कई महीनों तक शोधकर्ताओं को 350 मैग्नेट बदलने पड़े।

इसके बावजूद, 30 जून, 1971 को, भौतिकविदों ने पूरे रिंग में कणों का निर्देशित प्रवाह संचालित करने में कामयाबी हासिल की। अगस्त तक, वे एक पंक्ति में लगभग 10,000 बार एक सर्कल में धारा को चलाने में कामयाब रहे। लेकिन जब उन्होंने 7 मेव से ऊपर के कणों को तेज करने की कोशिश की, तो मैग्नेट बंद हो गए।

भौतिक विज्ञानी रियूजी यामाडा, जिन्होंने द्विध्रुवीय चुंबक विकसित किया, ने आखिरकार इसका कारण समझा: वैक्यूम ट्यूब में धातु की धूल थी। "जब मैग्नेट ने एक मजबूत क्षेत्र बनाया," उन्होंने लिखा, "धातु के टुकड़े चुंबक के अंतराल में गिर गए और प्रवाह को रोक दिया, क्योंकि वे कमजोर चुंबकीय सामग्री थे।" यह स्पष्ट हो गया कि आपको सभी अतिरिक्त टुकड़ों को हटाने की आवश्यकता है, लेकिन कैसे?

ब्रिटिश इंजीनियरों से समाधान

फेलिशिया 300 फुट लंबे वैक्यूम पाइप से निकलता है।

"समाधान और विचार जो पैसे बचाएंगे," की खोज करने के लिए एनएएल ने ब्रिटिश इंजीनियर रॉबर्ट शेल्डन को आमंत्रित किया। उन्होंने सुझाव दिया कि एक साधारण फेरेट खरगोश के छेद की तरह वैक्यूम ट्यूबों के माध्यम से इस काम को कर सकता है। "फर्सेट्स का इस्तेमाल यॉर्कशायर के शिकार के हिस्सों में किया जाता था," फ्रेंकलैब के एक पूर्व शोध निदेशक फ्रैंक बेक ने लिखा, "" फेरेट पाइप के माध्यम से आसानी से चलेगा, भले ही यह अज्ञात में एक लंबी यात्रा हो। "

मिनेसोटा में एक फर खेत से विशेष डिलीवरी ने वैज्ञानिकों को सबसे छोटा फेर्रेट भेजा जो उन्हें मिला। फेलिशिया 15 इंच लंबा था, उसके चेहरे पर सफेद धब्बे के साथ भूरे रंग का फर था, और इसकी कीमत $ 35 थी।

वैज्ञानिकों ने त्वरक को रोक दिया, गर्दन पर एक हार्नेस लगाया और फ़ेलिशिया के पैर और एक संलग्न ब्रोच के साथ हिंद किया। जानवर द्वारा पाइप को पारित करने के बाद, वे एक सफाई एजेंट के साथ शाफ्ट को खींचना चाहते थे।

लेकिन फ़ेलिशिया ने तुरंत महसूस किया कि यहाँ खरगोशों की कोई गंध नहीं थी और वैक्यूम ट्यूब के मुख्य रिंग में चढ़ने से इनकार कर दिया। शायद वह चार मीटर लंबे एक संकीर्ण, बिना धातु के लूप से डर गई थी।


एक तकनीशियन एक उपकरण की जाँच करता है जो 1970 के आसपास निर्माणाधीन एक विशाल 200 MeV सिन्क्रोट्रॉन के एक खंड में निर्वात प्रणाली को नियंत्रित करता है।

अमेरिकियों ने हार नहीं मानी। उन्होंने विद्रोही बुर्ज को प्रयोगशाला में स्थानांतरित कर दिया, जहां उन्होंने उसे एक परीक्षण सुविधा के ट्यूबों के माध्यम से चलाने के लिए प्रशिक्षित किया जो अभी भी निर्माणाधीन था। टाइमॉ ने लिखा, "उसे 300 फुट के खंडों में से एक को आजमाने के लिए तैयार होने तक लंबी सुरंगों के साथ चलाना सिखाया गया था।"

बेक के अनुसार, पहले रन के बाद, फ़ेलिशिया थोड़ा थकी हुई और शर्मिंदा दिख रही थीं, लेकिन पूरी तरह से स्वस्थ थीं। उसने पूरे धागे को पकड़ रखा था। जैसा कि योजना बनाई गई थी, श्रमिकों ने ट्यूब के माध्यम से रोलर को खींच लिया। वह धूल के धब्बों में ढंका हुआ बाहर आया।

जल्द ही मीडिया ने बहादुर फेलिशिया के बारे में लिखा। सात सफल दौड़ लगाने के बाद, टाइम संवाददाताओं ने पूछा कि क्या उन्हें एक सहायक की आवश्यकता है। एक अज्ञात अधिकारी ने उत्तर दिया: "यदि फ़ेलिशिया गर्भवती हो जाती है, तो वह ट्यूब में फंस सकती है।"

वैलेरी हिगिंस के अनुसार, फ़र्मिलाब के कट्टरपंथी और इतिहासकार, फ़ेलिशिया खतरे में नहीं थे। “जिन वर्गों के माध्यम से वह भागी थी, वे निर्माणाधीन थे, इसलिए उन पर कोई तनाव नहीं हो सकता था। जैसा कि अटक या दम घुटने के कारण, व्यक्ति फ़िरेट्स की प्राकृतिक प्रवृत्ति पर भरोसा कर सकता है जो बस बहुत संकीर्ण सुरंग पर नहीं चढ़ेगा, ”उसने कहा।

एनएएल के कर्मचारियों ने फेलिशिया को पसंद किया, एक कच्चा हैमबर्गर - उसके चिकन, जिगर, मछली के सिर और उसकी पसंदीदा डिश खिलाया। कुछ कर्मचारियों ने फेलिशिया को रात के लिए उनके घर तक पहुंचाया।

प्रयोग का अंत

फेलिसिया मेसन प्रयोगशाला में एक खुली वैक्यूम ट्यूब की जांच करता है।

इस बीच, इंजीनियर हंस काकी ने मलबे से निपटने के लिए मुख्य रिंग में एक चुंबकीय फेर्रेट बनाया। उन्होंने एक दर्जन मायलर डिस्क को एक लचीली 700-मीटर स्टेनलेस स्टील केबल और एक धातु-आकर्षित स्थायी चुंबक के साथ एक स्टेनलेस स्टील की छड़ में सुरक्षित किया। फिर उन्होंने अपने आविष्कार को मुख्य रिंग के एक हिस्से के माध्यम से संपीड़ित हवा का उपयोग करके निकाल दिया। यमादा ने लिखा, '' बारह ऑपरेशनों के साथ, हम पूरे रिंग में पहुँच सकते हैं। "तो हम पूरे वैक्यूम पाइप को साफ कर सकते हैं, हालांकि पूरी तरह से नहीं।"

लेकिन इसने काफी अच्छा काम किया, क्योंकि अगले कुछ महीनों में टीम लगातार ऊर्जा बढ़ा रही थी, और सिस्टम में एक भी सर्किट नहीं था। 1 मार्च, 1972, वैज्ञानिकों ने त्वरक को 200 मेव तक बढ़ा दिया।

मेजेनाइन प्रयोगशाला के पाइप के माध्यम से एक दर्जन से अधिक रन के बाद, जो जुड़ने के बाद फेलिशिया के लिए बहुत लंबा हो गया, वह सेवानिवृत्त हो गया। वह अपना अधिकांश समय एक पालतू जानवर के रूप में बिताती थी।

निम्नलिखित वसंत, FALICIA NAL अधिकारी चार्ल्स क्रूज़ के घर पर बीमार हो गया। उसे पशु चिकित्सक के पास ले जाया गया, लेकिन 9 मई, 1972 को आंतों के मार्ग में एक फोड़ा के टूटने से उसकी मृत्यु हो गई।

मृत्यु के बाद

द विलेज करियर के प्रकाशित होने वाले प्रसंग में, यह लिखा गया कि यह फेलिशिया से एक बिजूका बनाने की योजना थी जो एनएएल के विकास के शुरुआती चरण की याद दिलाएगा।


फेलिशिया का पोर्ट्रेट

अगर फेलिशिया पर कर लगाया गया था, तो इस बारे में कुछ भी पता नहीं है। हिगिंस ने कहा, "मुझे कोई सबूत नहीं मिला और किसी को भी याद नहीं है कि ऐसा कभी हुआ है।" काश, उन घटनाओं के बहुत कम गवाह बच गए।

फ़र्मिलाब से जुड़ी अधिकांश ऐतिहासिक कलाकृतियाँ हिगिंस के प्रबंधन के तहत भंडारण में हैं। लेकिन क्या कोई मौका है कि फ़ेलिशिया अभी भी कहीं गहरे में छिपी हो?
वैलेरी कहते हैं, "यह संभव नहीं है," "मुझे खुशी होगी अगर मैंने उसे पाया, लेकिन अब तिजोरी में लगभग कोई जगह नहीं है, जहां किसी ने लंबे समय तक नहीं देखा है।"

आज फर्मीलाब 17 राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं में से एक है, और इसमें कई कण त्वरक स्थापित हैं। ब्रह्मांड के मानक मॉडल में 13 ज्ञात उप-परमाणु कणों में से - छह क्वार्क, छह लेप्टन और हिग्स बोसॉन - तीन की खोज वहां की गई: 1977 में बी क्वार्क, 1995 में टी क्वार्क और 2000 में ताऊ न्यूट्रिनो।

फ़र्मिलाब, एंड्रिया सल्स के प्रतिनिधि के अनुसार, त्वरक कॉम्प्लेक्स घड़ी के चारों ओर संचालित होता है, जिसमें कई अवधि के रखरखाव के अपवाद हैं। इस समय पाइपों को भी साफ किया जा रहा है। छोटे वर्गों के लिए, त्वरक संचालक चीर के साथ एक लंबी छड़ी का उपयोग करते हैं। यदि यह एक लंबी सुरंग है, तो वे फ़ेलिशिया द्वारा परीक्षण की गई एक विधि का उपयोग करते हैं: "वे आमतौर पर रस्सी का उपयोग करते हैं जो सफाई रोलर को खत्म कर दिया जाता है।"

पुनश्च
¹। सिर पर टकराव: प्राथमिक दिग्गज
²। मुख्य रिंग टाइम: फ़र्मिलाब का सबसे काला और सबसे मज़ेदार दिन
³। पचास साल फरमिलाब इतिहास
⁴। पुरालेख फर्मीलाब
⁵। फेरमिलाब की प्रमुख खोजें