啤酒瓶里的气泡

威尔逊云雾室虽然帮助人们看见了带电粒子的运动轨迹，但是，它的反应速度较慢。如果有一个速度极快的高能带电粒子通过云室，云室就可能因为反应不过来而无法显示出这个粒子的轨迹。这就像用普通相机来拍高速运动的子弹头一样，由于反应不过来而在底片上什么也没留下。能不能改进一下云雾室呢？

这回轮到美国人了。美国物理学家格拉塞有一次在开啤酒瓶时偶而发现酒瓶玻璃上一些粗糙突起的“玻璃刺”的周围特别容易起气泡。这一现象引起了他的兴趣，在深入研究这种起泡现象的过程中，格拉塞发现除了突出物能引起气泡外，带电粒子也能引起液体中产生气泡，特别是在某些“过热液体”中，如果有带电粒子穿过，它周围的液体将被气化，从而在粒子经过的路上将显示出一连串气泡，实际上这就是带电粒子经过液体时留下的径迹。如果在旁边放一架高速照相机在那里“守株待兔”，及时拍下这昙花一现的情景，那就是一张宝贵的粒子径迹的照片。格拉塞的这个想法导致了“气泡室”（简称“泡室”）的发明。

高能物理实验用的气泡室里装的当然不是啤酒，而是零下200多摄氏度的液态氢、液态氮或重水等液体。为了实现液体的过热状态，人们利用能快速移动的活塞，使气泡室内的压强突然降低，经千分之一秒之后它又恢复到正常状态。就在这极短暂的瞬间，由加速器所产生的粒子炮弹恰好准点到来（这称为加速器与气泡室“同步”），并击中事先放置在气泡室里的靶子，使其产生科学家们预期要产生的反应。与此同时，闪光灯将气泡室照得通明，而立体照相机则自动记录下发生在气泡室里的一切。在拍得的照片上，科学家通过对粒子径迹的研究，再加上其他资料，就能对气泡室里所发生的反应进行分析。不过，真要发现一张有价值的照片也不是件轻松的工作，因为一次实验下来所摄制的照片有成千上万张。要像大海捞针一样从这么多照片中挑出一两张有用的来是一件十分麻烦的事。这种复杂的图象识别工作及数值分析工作一般都用电子计算机来进行。

气泡室结构图

自从1952年格拉塞发明第一个气泡室以来，这种新型探测仪器在探索物质结构奥秘的研究中屡建奇功。例如，1959年我国著名物理学家王淦昌教授领导的研究小组发现了一种新的粒子——反西格玛负超子，他们用的就是液体丙烷气泡室。

现代的气泡室

气泡室在1952年刚出现时，体积只有几立方厘米。但是经过三四十年的发展，体积增大了上百万倍。现代的气泡室已经是一种结构复杂、工程浩大、造价高昂的高能物理探测仪器了。容纳它的大厅往往高20多米，整个制冷系统像个小型化工厂，造价高达几千万美元。