气泡室的秘密

　　从1911年云室被发明之后，人们开头广泛地用法这种探测器，它在早期核讨论中发挥了重要的作用。然而，云室也有一定的缺陷，云室中的气态物质十分稀疏，带电粒子进入云室只能形成少量离子。假如进入云室的粒子是一些罕见的粒子，或寿命很短的粒子，它就不能形成径迹，或由于径迹极短而被忽视掉。特殊是在高能物理学进展过程中，在与大型加速器协作用法时，云室的缺陷就使它的适用范围受到了极大的限制。因此，要对探测器举行一次彻底的革新，完成这次革新的是美国科学家唐纳德·格拉泽。

　　格拉泽于1949年在加州理工学院获得博士学位之后，就去密执安任教。在这里他开头思量对探测器的讨论。

　　20世纪50年月，高能物理学获得了快速的进展，的新事物层出不穷。格拉泽很注意试验的讨论，在改进试验技术上下了很大的功夫，发明白一些新型的云室和平行板火花计算器，这些讨论也为后来发明气泡室制造了条件。

　　格拉泽注重到，人们在倒啤酒时，瓶中会产生大量气泡，于是他认真观看了啤酒瓶玻璃上一些粗糙点上的气泡，并为此联想到这种气泡产生的原理。云室是利用过冷的蒸汽在离子周围凝结，在大量气体中形成液滴的现象而显示粒子的踪迹的。与云室不一样，他设想的新型装置是，让过热的液体在离子周围汽化，在大量液体中形成汽滴。也就是说，在粒子经过的地方，产生大量气泡，进而显示粒子的径迹。

　　气泡室作为一种新型的探测工具，最早用法是在1952年。当初格拉泽制作的第一个气泡室的直径仅有十余厘米，室内充有（后来又改用液态氢）。但气泡室的构造同云室相比，气泡室要复杂得多，造价也显得很昂贵。然而它们的工作原理却十分相像，只不过云室内弥漫的是气体和少量的，而气泡室内采纳的是液体。(.guayunfan)

　　气泡室的主体部分是一个弥漫透亮     液体的大容器，容器内安装有能够上下移动的大活塞。液体通常采纳液态氢等，温度超过沸点温度，称为“过热液体”。由此可见，气泡室是在较低的温度下工作的，它显示了很好的性能。

　　大家知道，在一定的气压下，当液体温度上升到一定程度时，就开头沸腾。液体的沸点与气压有着挺直的关系，气压越低，它的沸点就越低。在海平面附近，水的沸点是100摄氏度，随着地势的上升，水的沸点会逐渐降低。到了，水的沸点就不到80摄氏度了。为了使容器内的液体处于标准气压以下，就要降低容器内的。

　　当气泡室的液体处于过热状态时，因为这种状态是不稳定的，液体一旦碰到扰动，就会立刻沸腾起来，借此人们可以观测进入气泡室的带电粒子。

　　为了使容器内的液体状态符合要求，可以通过机械系统来活塞，使气泡室内的压强急剧下降，这样液体就处于过热状态。在这种状况下，过热液体就会对外来的带电粒子十分敏感。假如此时有带电粒子闯入气泡室内，在粒子行进的路上就会产生一串依稀可见的小气泡，气泡室因此而得名。

　　在强光的照耀下，装置自动记录下这一径迹，再经过对比片的处理和分析，人们就可以清晰地看到粒子在室内发生的互相作用过程，以及其最后“消亡”的情景。假如气泡室用的是液态氢，因为室内惟独氢，通过对比片的分析，人们可以了解带电粒子与氢之间互相作用、互相转化这一复杂过程的大量信息：π－介子与质子相碰撞，可产生两个中性粒子——Ko和Λo（它们是两种介子），这两个粒子很不稳定，又会立刻衰变为其他的粒子。对于这样的“短命”粒子，云室就无能为力了。所以尽管气泡室的造价高，但它的优越性自不待言，因此，随后在许多试验室都建筑了一些大型的气泡室。

　　1959年，我国闻名的核物理学家院士利用装有丙烷液体的气泡室（也简称为“丙烷室”）发觉了重粒子∑－的反粒子。这是我国科学家发觉的第一个粒子，也是继反粒子的正、反质子和反中子的发觉之后，所发觉的又一个反粒子。我国科学家为的进展做出了重要的贡献。