正文 第64節 文 / 艾薩克·阿西莫夫

    氣泡室是探測亞原子粒子的一種裝置，它是美國物理學家格拉澤在1952年發明的，結果，格拉澤獲得了1960年的諾貝爾物理學獎。

    氣泡室實質上是一個液體容器，其中液體的溫度高於這種液體的沸點。這時，液體處於高壓狀態，所以它實際上並不沸騰。但是，如果壓力降低，液體就會沸騰，並在液體中出現蒸汽的氣泡。

    假定有一個像質子或介子這樣的亞原子粒子衝進這樣一個氣泡室的液體中，它就會同液體中的原子和分子發生碰撞，並把自己的一部分能量轉移給它們。因此，在這個液體中，亞原子粒子經過的路線上的原子和分子就會比其他原子和分子稍稍熱一些。這樣，如果降低液體所受到的壓力，蒸汽的氣１目前中微子有靜止質量的結論已逐步為科學界大多數所接受，質量範圍也已經可以預測，但其精確測量仍然極為困難，探索還在繼續。——ken777注

    泡就會先沿著亞原子粒子途徑上留下能量的那條路線形成。

    因此，就會有一條可以見到的氣泡徑跡指示出那個粒子是從哪裡經過的，這種徑跡很容易拍成照片。

    這種可見的徑跡可以告訴物理學家許多情況，要是氣泡室放在強磁體的兩個磁極之間，就更是如此。那些能夠留下氣泡徑跡的粒子總是帶電的——帶正電或帶負電。如果它們帶的是正電，那麼，在磁體的影響下，它們的路徑就會朝一個方向彎曲；如果它們帶負電，它們的路徑就朝相反的方向彎曲。物理學家從它們路徑彎曲得厲害不厲害，就能確定它們的運動速率。從這一點，以及根據徑跡的粗細等等，又能確定出那個粒子的質量。

    當一個粒子衰變成兩個以上的粒子時，它的徑跡就會分叉。在粒子發生碰撞的情況下，逕跡也會分叉。在一張特定的氣泡室照片中，會出現大量徑跡。有粒子相遇的，有粒子分開的，還有些是分叉的。有時在一個徑跡圖形的幾個部分之間還有些空白，這些空白就必定要用某種不帶電的粒子來解釋，因為不帶電粒子在氣泡室中運動時不會留下可見的徑跡。

    各種徑跡的這種複雜的組合對於原子核物理學家來說，就像雪地上各種動物留下的足跡對於有經驗的獵人那樣富有意義。從這些徑跡的性質，物理學家就可以辨認出所碰到的是些什麼粒子，或者指出他是否發現了某種全新的粒子。

    格拉澤最初的氣泡室的直徑只有幾厘米，但是，現在正在建造的氣泡室卻已成了龐然大物，直徑達到幾米，能夠容納以立方米計的液體。

    氣泡室所用的液體可以是各種各樣的。有些氣泡室裡裝的是液化的惰性氣體，例如氙或氦。有些裝的則是液化的有機天然氣。

    不過，對氣泡室來說，最有用的液體卻是液態氫。氫是已知的最簡單的原子。每一個氫原子含有一個原子核（它只由一個質子構成），還有一個孤零零的電子繞著原子核旋轉。因此，液態氫是只由一些孤立的質子和電子構成的。而所有其他液體的原子核，卻都是由幾個質子和幾個中子堆集成的團塊。

    這樣一來，在液態氫中發生的亞原子事件就特別簡單，它們全都很容易從氣泡所組成的徑跡辨認出來。