ПУЗЫРЬКОВАЯ КАМЕРА. Несмотря на то что с момента изобретения камеры Вильсона прошло уже немало лет и в ее конструкцию внесено много усовершенствований, этот прибор и до сих пор удивляет своей простотой, сочетающейся с точностью и предельной наглядностью получаемых результатов.
Однако физика атомного ядра имеет дело о необыкновенно быстрыми частицами, входящими в состав космического излучения или получаемыми при помощи современных сверхмощных ускорителей. Эти частицы, пролетая камеру Вильсона, часто оставляют столь короткий, слабый, не успевший искривиться и разорванный след, что измерить его достаточно точно не представляется возможным. В результате все наиболее важное и интересное ускользает от наблюдения. К тому же в момент расширения газа в камере Вильсона в нем возникают потоки и завихрения, которые хотя и не намного, но смещают и искажают следы частиц. Очень часто возникает необходимость точпо знать, в какой именно последовательности появлялись эти следы — который первый, который второй и так до последнего, какой из них прошел выше, какой ниже другого.
На эти вопросы камера Вильсона ответа не дает.
Как же заставить ее отвечать и на такие вопросы? На помощь пришел кипяток. Что служит первым признаком закипания жидкости? Появление пузырьков. Но как и где они зарождаются — вряд ли кто на это обращал особое внимание. А в физике кипения жидкости это обстоятельство, оказывается, имеет весьма важное и решающее значение.
Опыты показали, что пузырьки пара зарождаются главным образом на стенках сосуда, в котором нагревают жидкость, в местах, где имеются мельчайшие углубления или бугорочки, которые практически невозможно устранить никакой, даже самой тщательной шлифовкой или полировкой. Они и служат центрами образования и дальнейшего роста пузырьков.
Если жидкость содержит в себе взвешенные частички твердого вещества или в ней растворен какой-нибудь газ, то центрами образования пузырьков пара могут явиться и такие твердые и газообразные частицы.
Если же начать кипятить очень чистую воду в сосуде с идеально отполированными стенками, избегая всяческих, даже самых ничтожных толчков и сотрясений, то воду можно «перегреть» без каких-либо признаков кипения. Однако стоит теперь лишь слегка толкнуть сосуд или каким-либо другим способом нарушить покой такой перегретой воды, как она мгновенно вскипает. Это явление и навело физиков на мысль использовать не облачко невидимого пара в камере Вильсона, а перегретую жпдкость.
Достаточно какой-либо заряжепной частице пролететь сквозь такую жидкость и произвести ионизацию ее молекул, как эти молекулы на всем протяжении пути частиц становятся центрами образования паровых пузырьков, т. е. жидкость на этом пути мгновенно вскипает. Если теперь успеть достаточно быстро сделать фотографический снимок, то мы увидим на нем цепочки пузырьков — такие же следы частиц, как и те, которые можно наблюдать в обычной камере Вильсона.
Можно поступить и иначе. Известно, что вскипание жидкости предотвращают, увеличивая давление пара над ней. Если быстро снять это давление, то жидкость вскипает не мгновенно, а спустя короткий промежуток времени. Следы пролетающих через жидкость частиц можно фотографировать за отрезок времени между снятием давления и ее вскипанием.
Какие же тогда преимущества имеет камера с перегретой жидкостью  перед обычной «паровой»?  Достаточно много.
Любая жидкость значительно плотнее, чем водяной пар, и поэтому она лучше замедляет пролетающие частицы. Благодаря этому ионизированные следы от них остаются более плотными, сплошными и легче поддаются наблюдению и измерениям. Образование пузырьков в перегретой жидкости идет значительно быстрее, чем в паре, и, кроме того, движение частиц самой жидкости менее ощутимо, чем движение легких частиц пара, вследствие чего оставляемый частицей след в жидкости искажается намного меньше, чем в паре. И наконец, что очень важно и что является самым главным преимуществом такой камеры, пузырьки пара, после того как они образовались вокруг ионизированных частиц жидкости, продолжают непрерывно увеличиваться. Сделав ряд фотоснимков, по величине пузырьков можно достаточно точно устанавливать, какие именно следы появились в жидкости раньше, а какие позднее.
«Перегретая» жидкость не всегда означает жидкость, нагретую до высокой температуры. Существует огромное количество жидкостей, «вскипающих» и превращающихся в пар не только при комнатной, но и при значительно более низкой температуре или при незначительном уменьшении внешнего давления, например сжиженный водород, пропан, изо-пентан и пр.
Заполняющий пузырьковую камеру сжиженный, а следовательно, находящийся под большим давлением газ тоже идеально прозрачен. Но если это давление уменьшить до критического значения, при котором жидкость не вскипает только потому, что в ней нет центров, способствующих образованию пузырьков (пылинок, заряженных частиц и т. п.), to Стоит заряженной частице пролететь сквозь такую сверхчувствительную, готовую мгновенно вскипеть жидкость, как ее ионизированный след, густо облепленный пузырьками газа, становится видимым.
В такой камере нет никаких поршней и других подвиж ных частей, и ее размеры могут достигать нескольких метров длины. Как раз то, что нужно ученым!
И еще. Если в камере Вильсона можно наблюдать следы оставляемые пронизывающими ее заряженными частицами каждый раз только в течение долей секунды, то пузырьковая камера позволяет наблюдать следы частиц значительно доль ше. Это уже огромное, а в ряде случаев решающее преиму щество.
Преимущества новой камеры становятся особенно понятны, если мы вспомним, что ученым при помощи мощных ускорителей частиц сейчас удается придать частицам такие скорости и энергии, какие уже не встречаются у естественных или искусственных радиоактивных веществ, а скоро, видимо, будут соизмеримы со скоростью и энергией космических частиц (см. «Людмила», «Мирабель»). Именно благодаря использованию камер Вильсона и других сходных по устройству и действию установок сделано большинство открытий в области современной физики.