#861 1971 · National Accelerator Laboratory (today Fermilab) · Particle physics
全世界最大的机器老是熄火——花 35 美元买只雪貂就把管道清干净了
问题
狭小真空管道里卡着的金属碎屑总是让光束中断，没有任何工具够得着
背景
1971 年，芝加哥郊外的国家加速器实验室（即今天的费米实验室）已动工四年，正在建造地球上最大的机器：一条四英里长、由一千多块磁铁组成的环形管道，目标是让质子加速到 2000 亿电子伏特。实验室主任向华盛顿承诺五年内、花 2.5 亿美元把整台机器建成，每一部分都要按这个时间表走。光束要在环内存在，真空管道就必须一尘不染。
但它们不是。组装时切割不锈钢管留下了金属碎屑，每次磁铁通电，碎屑就被吸进磁隙、竖立起来，挡住了光束。先是两块磁铁失效，接着每天两块；几个月里 350 块被更换。这台本该证明自己的机器被灰尘拖垮，而显而易见的解决办法——设计一种工具来清理管道——是需要数月的工程，时间表根本没有这笔预算。
换别人会怎么做
造一个专用的清洁装置——实验室最终确实这么做了：一个装在一块 700 米钢缆上的磁铁，用压缩空气射进管道。但设计并验证那个工具花了几个月，时间表等不起，而磁铁每天坏两块、已有 350 块被替换。
他们看到了什么
英国偷猎者早就解决了这个问题：雪貂靠本能钻进又黑又窄的洞穴，从不犹豫。缺的管道清洁工具根本不是工程问题——它是活的，而且只要 35 美元。
那一手
四处寻找捷径的英国工程师罗伯特·谢尔登提出，用一种英国偷猎者用了几个世纪的东西：雪貂。实验室花 35 美元从明尼苏达的一家毛皮农场买来费丽西亚，给它定制了项圈、拖着一根绳子，还穿了尿布，然后让它穿过它训练过的管道。它一出来，技术员就把沾了清洁液的棉球绑到绳子上，顺着它拖过去。
为什么管用
碎屑只需被拖出来：任何能自行穿过管道的东西都能把绳子带过去，绳子再把沾了清洁液的棉球拖在后面。雪貂钻洞的本能正是那个输送机制——早已进化好的、会自己转向、小到能钻进去。实验室只添了项圈和尿布；这只 35 美元的动物把数月的工具设计难题变成了一周内就能解决的问题，故障链就此中断。
值了多少
费丽西亚把短管道都擦干净了；它启发出来的机械「雪貂」则负责四英里主环道，机器在 1972 年 3 月达到满功率。
什么时候会失灵
凡是通道对活物跑手不友好——高温、辐射或带电设备——就行不通；路线弯曲或分叉超出动物愿意走的路程也不行；费丽西亚自己就拒绝四英里主环道，实验室不得不为那段另造机械版本。这是一次性的招：一旦问题反复发生，专用工具就回本了。还有，一只受惊或卡在管道里的动物本身就会变成堵塞。
后来呢
费丽西亚拒绝了四英里主环道，被改派去较短的中微子实验管道；跑了大约十来次后退了役，成了《时代》杂志和本地电视台报道过的小明星。它死于 1972 年 5 月，计划中的标本展览始终没有下文。但它的方法留下了：费米实验室至今仍用一根绳子拖着棉球穿过长长的隧道——用实验室自己的话说，这是「让费丽西亚出名的法子」。
资料来源
- [1]Why Physicists Tried to Put a Ferret in a Particle AcceleratorAtlas Obscura, 2019atlasobscura.com
- [2]A Fuzzy ConceptUniversity of Chicago Magazine, 2014mag.uchicago.edu