一个用玩具砖组装的临时装置帮助科学家们在欧洲核子研究中心的NA61/SHINE实验室进行测试。

欧洲核子研究中心的加速器帮助科学家探索宇宙的基本组成部分。但当一位科学家需要在欧洲核子研究中心(CERN)建造一种抗辐射装置来测试新型传感器时,他转向了童年时代的积木:乐高。

NA61/SHINE是一个固定目标实验,利用超级质子同步加速器的粒子束来研究强子的性质,强子是由夸克和胶子组成的复合粒子。2015年,NA61/SHINE团队计划建立一个基于像素传感器的新子系统。这些传感器本质上是改良的智能手机摄像头,可以作为优秀的强子探测器。然而,首先,科学家们必须知道这些传感器是否能够承受由铅核束造成的放射性冲击。

当NA61/SHINE磁铁的一个意料之外的问题使常规数据采集无法进行几周时,该合作项目决定使用现有的铅离子束来测试传感器。传感器样品可以在短时间内获得,但是需要一个远程控制的、可移动的桌子来将它们保存在粒子束中。这张桌子必须很轻,并且能抵抗辐射引起的核活动。在机械车间建造它所花费的时间将比测试所能得到的时间还要多。

一天晚上,在和他两岁的女儿玩耍时,科学家迈克尔·德沃斯心不在焉地对这个问题感到困惑。他意识到,乐高不仅能提供一种轻质、抗激活的材料,而且用这种材料制成的装置还能在需要的时候快速设计和修改。迈克尔打电话给他的弟弟,恳求他从他们父母家取回他们儿时的乐高玩具箱。哥哥是一名建筑师,他和自己10岁的儿子一起去拿箱子,设计了一个可移动的桌子原型。与此同时,迈克尔从法兰克福的一家乐高商店购买了丢失的部件,比如一个电动机。

兄弟姐妹们在接下来的周末再次聚会,对桌子进行了测试,并测量了桌子移动样本的速度。毕竟,在没有视觉接触的情况下,人们只能通过知道它的速度和计算秒数来远程驱动设备。一旦他们确信它可以工作,Michael向NA61/SHINE提交了一份报告,这个彩色的设备就在2015年11月安装了。

“很快,我的同事们开始在这个结构上添加一些乐高树来补充这个实验,”迈克尔回忆道。“我不得不写了一条信息,要求他们不要这样做。”

测试是成功的,并提供了所需的信息。那临时做的桌子呢?“今天,”迈克尔笑着说,“乐高玩具就放在我办公室的架子上,等着将来使用,不管是NA61/SHINE还是我的孩子们!”

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