第0.0章 我會來找你
1937年，C·D安德森利用威爾遜雲室，發現了1935年預言的介子。
1955年，王淦昌和他的合作者利用大型雲室，發現了反西格馬負超子。
《自然》雜誌指出：“實驗上發現反西格瑪負超子，是在微觀世界的圖像上消滅了一個空白點。”
世界各國的報紙，紛紛刊登丁關於這個發現的詳細報道，“王淦昌”成了新聞導語中的主題詞之一。關於反西格瑪負超子發現的意義，當時，科學家認為“其科學上的意義僅次於正電子和反質子的發現”。
後來，歐洲中心的300億電子伏加速器上發現了另一種反超子——反克賽負超子。
於是，在高能物理的歷史上，反西格瑪負超子和反克賽負超子被並列為公認的最早發現的兩個負超子。這兩項發現對證實反粒子的普遍存在提供了有力的證據。
1925年在卡文迪什實驗室，年輕的布拉開特在盧瑟福和威爾遜的指導下，致力於用雲室研究a粒子撞擊氮原子核的問題。
他從拍攝到的兩萬多張雲室照片中，只得到了8張照片，就為證實盧瑟福在1919年所做的世界上，最早實現的人工核反應實驗。
1932年布拉開特和奧恰利尼合作，用威爾遜雲室研究宇宙射線。
但是由於宇宙射線稀少，如果讓雲室隨機地膨脹和拍照，大約每百張照片中，只有2～5張上，才會有宇宙射線的徑跡，這使他們想到雲室攝影的自動化問題。
解決的辦法便是在豎直放置的雲室上下兩側，各置一蓋革計數管，使得經過雲室的宇宙射線，必將先後穿過兩個計數管。
布拉開特設計了一種電路，只有從兩個計數管來的訊號相藕合時，才能觸發雲室的膨脹，而產生記錄照片。
布拉開特用這種自動化技術控制雲室攝影，約80%的照片上都有射線徑跡。
他們通過對大約7000張照片的分析，證實了幾個月前安德森發現的正電子，直觀地說明了正負電子對的產生和湮滅過程。
1933年布拉開特轉到倫敦大學伯克貝克學院擔任教授。
在那裏，他繼續用雲室方法研究宇宙射線，他研製出了用於雲室的大而積勻強磁場裝置，並用這台裝置拍攝了大量宇宙射線徑跡的照片。
由於布拉開特對雲室技術的改進及，由此對核物理和宇宙射線的一系列新發現，而榮獲1948年度諾貝爾物理獎。
1952年，格拉塞在雲室中直接用液體代替氣體一蒸汽混合物而發明了泡室。
泡室的出現為探測高能帶電粒子又提供了一種有效手段，為此格拉塞榮獲1960年度諾貝爾物理獎。
......
既然威爾遜雲室如此偉大，那麼威爾遜雲室如何誕生呢？
我們現在知道，威爾遜雲室的結構，主要由以下各個部件組成：
兩個銅質同心圓筒，所構成的冷媒夾層。
與冷媒夾層同心的雲室內筒、壓縮機製冷系統、電加熱器、保溫絕熱層、冰晶接取裝置、多點測溫儀、超聲霧化器、顯微鏡和冷台等。
所以再回到威爾遜雲室發明者威爾遜身邊。
當時，自從1895年秋，物理學家倫琴發現X射線、J·J·湯姆孫提出氣體電離理論后，有幸接觸當時原始形式的X射線管的威爾遜，用X射線照射雲室，發現在膨脹比達到一定限度時，在雲室內形成了雲霧。
而這個實驗表明，X射線產生了大量的凝結核，它們和空氣中產生的極少量的核同屬一類。
於是在此後的兩年中，威爾遜用他發明的膨脹儀研究了X射線、新發現的鈾射線、紫外線、尖端放電及其他方法在空氣中產生的凝結核。
實驗結果表明，由純粹電離作用產生的核，使水蒸氣凝聚，所要求的最小過飽和值全都相同。
因此由電離作用產生的凝結核，在電場中的性質，表明它們確實是帶電離子。
這就支持了J·J·湯姆孫的氣體電離理論。
確實帶電粒子看不見。
但是帶電粒子作為凝結核，是可以使水蒸氣在它周圍凝成霧珠，而霧珠是看得見的。
人類就可以利用這個性質，來顯示帶電粒子的蹤跡。
那麼問題來了，人類要如何看見帶電粒子呢，答案顯而易見，是拍攝。
威爾遜推測，當帶電粒子穿過空氣時，由於和空氣中的氣體分子碰撞，而使氣體分子電離，從而在入射粒子的運動路徑上，生成大量的正負離子對。
過飽和的水蒸氣，得將以這些正負離子為核心，凝成霧珠，而霧珠是可以照相的。
威爾遜緊接着指出，要得到一張好的雲室徑跡照片，需要滿足兩個條件：
首先，膨脹不能攪動氣體。
為了保證這一點，可以使用扁而寬的雲室，它的底可以突然下降，可根據要求增加容積。
其次，雲室內不能有“塵埃”粒子，也不能有離子，待觀察的電離離子除外。
為此，需在雲室的頂部和底部之間加一個電場。
其原理是，射出雲室的高能粒子引起的離子在過飽和蒸汽中可成為蒸汽的凝結中心，圍繞着離子將生成微小的液滴。
於是粒子經過的路徑上就出現一條白色的霧，在適當的照明下，就能看到或拍攝到粒子運動的徑跡。
而根據徑跡的長短、濃淡以及在磁場中彎曲的情況，就可以分辨粒子的種類和性質。
雲室的下底得是可上下移動的活塞，而上蓋是透明的，一小塊放射性物質（放射源）放在室內側壁附近。
實驗時，在室內加適量酒精，使室內充滿酒精的飽和蒸汽。
然後使活塞迅速下移，室內氣體由於迅速膨脹而降低溫度，於是飽和蒸汽沿粒子經過的路徑凝結，顯示出粒子運動的徑跡。
威爾遜把閃爍鏡上裝有鐳的金屬片放到雲室里，第一次看到了沿α粒子徑跡，凝聚成的非常漂亮的雲霧圖像。
而當讓適當的放射源靠近雲室時，還能看到快速貝塔粒子的長線狀徑跡。
......
未完待續，標記zlzb-A.a1。
第004章預告分離隕石