આ ઉપકરણ 1911 માં અંગ્રેજી ભૌતિકશાસ્ત્રી ચાર્લ્સ વિલ્સન દ્વારા ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું હતું. તે બાષ્પ અવસ્થામાં પદાર્થના પરમાણુઓને આયોનાઇઝ કરવા માટે ઝડપી-ઉડતા કણોની ક્ષમતા પર આધારિત છે.
ક્લાઉડ ચેમ્બરનું ડાયાગ્રામ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 22.2.
ચેમ્બર 1 ની કાર્યકારી માત્રા હવા અથવા અન્ય ગેસથી ભરેલી હોય છે અને તેમાં પાણી અથવા આલ્કોહોલની સંતૃપ્ત વરાળ હોય છે. જ્યારે પિસ્ટન 2 ઝડપથી નીચે તરફ જાય છે, ત્યારે વોલ્યુમ 1 માં વરાળ અથવા ગેસ એડિબેટિક રીતે વિસ્તરે છે અને ઠંડુ થાય છે, અને વરાળ અતિસંતૃપ્ત બને છે. જ્યારે ચાર્જ થયેલ કણ ચેમ્બરના જથ્થામાંથી ઉડે છે, ત્યારે તે આયનો બનાવે છે, જેના પર, જ્યારે વોલ્યુમ 1 વિસ્તરે છે, ત્યારે કન્ડેન્સ્ડ વરાળના ટીપાં રચાય છે. આમ, કણ ધુમ્મસની સાંકડી પટ્ટીના સ્વરૂપમાં દૃશ્યમાન ટ્રેસ (ટ્રેક) પાછળ છોડી દે છે. આ ટ્રેકનું અવલોકન અથવા ફોટોગ્રાફ કરી શકાય છે.
આલ્ફા કણો ગેસના મજબૂત આયનીકરણનું કારણ બને છે અને તેથી ક્લાઉડ ચેમ્બરમાં ચીકણા નિશાન છોડે છે. બીટા કણો ખૂબ જ પાતળા પાટા પાછળ છોડી જાય છે (ફિગ. 22.3). 
ફોટોઈલેક્ટ્રોન્સ દ્વારા ક્લાઉડ ચેમ્બરનો ઉપયોગ કરીને ગામા ક્વોન્ટા શોધી શકાય છે, જે ચેમ્બરના કાર્યકારી જથ્થાને ભરીને ગેસના પરમાણુઓમાંથી બહાર કાઢે છે.
ક્લાઉડ ચેમ્બરને ઘણીવાર મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે, જે કણોના ટ્રેકના વળાંક દ્વારા ચાર્જની ઊર્જા અને નિશાની અને ટ્રેકની જાડાઈ દ્વારા કણોનો ચાર્જ અને સમૂહ નક્કી કરવાનું શક્ય બનાવે છે.
ગેસ ડિસ્ચાર્જ મીટર
પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્ર સંશોધનમાં, ચાર્જ્ડ પાર્ટિકલ કાઉન્ટર્સનો ઉપયોગ ઘણીવાર વ્યક્તિગત કણોને રેકોર્ડ કરવા માટે થાય છે. ચાલો કાઉન્ટર્સના એક પ્રકારના સંચાલનના સિદ્ધાંતને ધ્યાનમાં લઈએ - પ્રમાણસર
(ફિગ. 22.4). 
મીટરમાં ગેસથી ભરેલા સિલિન્ડર 1નો સમાવેશ થાય છે જેમાં બે ઇલેક્ટ્રોડ નાખવામાં આવે છે: એનોડ 3 એ પાતળો મેટલ થ્રેડ છે, જેના બંને છેડા ઇન્સ્યુલેટર પર માઉન્ટ થયેલ છે. કેથોડ 2 સિલિન્ડરની આંતરિક સપાટી પર જમા થયેલ વાહક ધાતુના સ્તરના સ્વરૂપમાં બનાવવામાં આવે છે.
કેથોડ અને એનોડ વચ્ચે કેટલાક સો વોલ્ટના ક્રમનું વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, જેના પરિણામે મીટરની અંદર ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ બનાવવામાં આવે છે. જ્યારે કણ કાઉન્ટરમાં પ્રવેશે છે, ત્યારે તે ગેસના અણુઓને આયનીકરણ કરે છે અને કેથોડ અને એનોડ વચ્ચેના ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રમાં આયનોની નિર્દેશિત હિલચાલ થાય છે, એટલે કે, ગેસ ડિસ્ચાર્જ થાય છે. ડિસ્ચાર્જ કરંટ સમગ્ર પ્રતિકારમાં મોટો વોલ્ટેજ ડ્રોપ બનાવે છેઆર n , અને ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેનું વોલ્ટેજ મોટા પ્રમાણમાં ઘટે છે, તેથી ડિસ્ચાર્જ અટકે છે. કેથોડ અને એનોડ વચ્ચે વર્તમાન બંધ થયા પછી, એક ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ફરીથી પુનઃસ્થાપિત થાય છે અને કાઉન્ટર આગલા કણોની નોંધણી કરવા માટે તૈયાર છે. વોલ્ટેજ પલ્સ પ્રતિકાર સમગ્ર થાય છેઆર n , એમ્પ્લીફાઇડ અને વિશિષ્ટ ગણતરી ઉપકરણ દ્વારા રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે. કાઉન્ટર્સને પ્રમાણસર કહેવામાં આવે છે કારણ કે આયનાઇઝિંગ કણ પસાર થયા પછી ગેસ ડિસ્ચાર્જની વર્તમાન તાકાત તેના દ્વારા રચાયેલા આયનોની સંખ્યાના પ્રમાણસર છે.
જાતોમાંની એકપ્રમાણસર કાઉન્ટર્સ 1908 માં ઇ. રધરફોર્ડ અને જી. ગીગર દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું. ત્યારબાદ, 1928 માં, કાઉન્ટરને ઇ. મુલર દ્વારા સુધારવામાં આવ્યું હતું અને તેને ગીગર-મુલર કાઉન્ટર કહેવામાં આવ્યું હતું.
રેડિયોએક્ટિવિટી એ કેટલાક તત્વોના ન્યુક્લિયસ દ્વારા વિવિધ કણોનું ઉત્સર્જન છે, જે ન્યુક્લિયસના અન્ય રાજ્યમાં સંક્રમણ અને તેના પરિમાણોમાં ફેરફાર સાથે છે..
1896 માં ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિક હેનરી બેકરેલ દ્વારા યુરેનિયમ ક્ષાર માટે રેડિયોએક્ટિવિટીની ઘટના પ્રાયોગિક રીતે શોધી કાઢવામાં આવી હતી. બેકરેલ એ નોંધ્યું કે યુરેનિયમ ક્ષાર અદ્રશ્ય ભેદી કિરણોત્સર્ગ સાથે ઘણા સ્તરોમાં વીંટળાયેલા ફોટોગ્રાફિક કાગળને પ્રકાશિત કરે છે.
અંગ્રેજ ભૌતિકશાસ્ત્રી દ્વારા ડિઝાઇન કરાયેલ આયનાઇઝેશન ચેમ્બર એ ખૂબ મહત્વ ધરાવતું અણુ ઉપકરણ હતું . આ પ્રસિદ્ધ શોધથી વિલ્સનને 1937માં નોબેલ પુરસ્કાર મળ્યો, અને તેણે બનાવેલ વિલ્સન ચેમ્બરે તેના સર્જકનું નામ કાયમ માટે અમર કરી દીધું. 1897માં કરાયેલા અવલોકન પરથી કૅમેરો ઊભો થયો હતો કે આયનો પાણીની વરાળના ન્યુક્લિયસ છે. આ અવલોકનના આધારે, જી.એ. વિલ્સનઇલેક્ટ્રોનનો ચાર્જ નક્કી કરવા માટેની એક પદ્ધતિનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો, જેમાંથી આપણે જોયું તેમ, મિલિકનની પદ્ધતિઓ વિકસિત થઈ. કલમ ચાર્લ્સ થોમસ રીસ વિલ્સન, આ અવલોકનનું વર્ણન કરતા, "ધૂળ-મુક્ત હવા અને અન્ય વાયુઓની હાજરીમાં પાણીની વરાળનું ઘનીકરણ" શીર્ષક હતું. 1910 માં પ્રકાશિત કેવેન્ડિશ લેબોરેટરીના ઇતિહાસમાં, ડી. ડી. થોમસન, જે તે સમયે પ્રયોગશાળાના વડા હતા, તેમણે વિલ્સનની શોધ વિશે લખ્યું: “આપણે હવે પાણીની વરાળથી સંતૃપ્ત ધૂળ-મુક્ત વાયુઓમાં પાણીના ઘનીકરણની શરતો પર સી.ટી.આર. વિલ્સન દ્વારા અભ્યાસની નોંધપાત્ર શ્રેણીને ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ અભ્યાસની સમસ્યા હેઠળના વિષયના અમારા જ્ઞાનમાં માત્ર નોંધપાત્ર વધારો થયો છે, પરંતુ આયનીકરણ ગેસના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવા માટે એક નવી અને અદ્ભુત પદ્ધતિ પણ શોધી કાઢી છે."
થોમસન જ્યારે નવી પદ્ધતિને "અદ્ભુત" કહેતો ત્યારે સાચો હતો, પરંતુ તે અસંભવિત છે કે તેણે આ પંક્તિઓ લખી ત્યારે તેણે આ પદ્ધતિની સંપૂર્ણ શક્તિની કલ્પના કરી હતી. 1897માં તેમના કામમાં, વિલ્સને બતાવ્યું કે ધૂળ-મુક્ત હવામાં ઘનીકરણના કેન્દ્રો એક્સ-રે અથવા બેકરેલ કિરણો દ્વારા ઉત્પાદિત આયન છે. તે જ સમયે, નકારાત્મક આયનો પર ટીપાંની રચના માટે, પ્રારંભિક વોલ્યુમના 1.252 સુધી અચાનક વિસ્તરણ જરૂરી હતું, જ્યારે હકારાત્મક આયનો પર ટીપાંની રચના માટે, પ્રારંભિક વોલ્યુમના 1.375 સુધી વિસ્તરણ જરૂરી હતું. થોમસને ઉપર ટાંકેલી લીટીઓ લખ્યાના એક કે બે વર્ષ પછી, વિલ્સને એક અહેવાલ (1911) પ્રકાશિત કર્યો જેમાં તેણે "ભેજ વાયુઓમાં આયનોઇઝિંગ કણોના માર્ગો શોધવાની એક પદ્ધતિ વર્ણવી, જે આયનોની રચના પછી તરત જ આયનો પર વરાળના ઘનીકરણ પર આધારિત છે. આ આયનો."
પ્રથમ પરિણામો વિલ્સનને સંતુષ્ટ કરી શક્યા ન હતા, અને અંતે 1912 માં તેને ઉપકરણની ડિઝાઇન મળી, જેને પાછળથી વિલ્સન ચેમ્બર નામ મળ્યું.
અહીં વિલ્સનના તેમના ખુલાસા સાથેના પ્રથમ ફોટોગ્રાફ્સ છે.
"આ આંકડાઓ આયન પર કન્ડેન્સ્ડ વાદળોના ફોટોગ્રાફ્સના સ્નેપશોટ છે, જે જ્યારે વિવિધ પ્રકારના કિરણો ભેજવાળા ગેસમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે પ્રકાશિત થાય છે. નીચેનામાં, 1 વિસ્તરણ પહેલાં હવાની ઘનતા દર્શાવે છે (15 ° સે પર પાણીની વરાળથી સંતૃપ્ત હવાની તુલનામાં અને 760 mmHg કલા.), 2 - વિસ્તરણ પછી ઘનતા, v 2 / v 1 - વિસ્તરણ મૂલ્ય, V - વોલ્ટમાં આયનીકરણ ચેમ્બરના ઢાંકણ અને તળિયે વચ્ચેનો સંભવિત તફાવત, M - ફોટોગ્રાફિક ઉપકરણનું વિસ્તૃતીકરણ. બધા કિસ્સાઓમાં, ચેમ્બરનું ઢાંકણું હકારાત્મક હતું, જેથી નકારાત્મક આયનો ઉપર અને હકારાત્મક આયનો નીચે ખસી ગયા.
α-કિરણો દ્વારા આયનીકરણ.
ફોટોગ્રાફિક કેમેરાની ધરી ઊભી છે; આડી સ્તરની ઊંડાઈ 2 સે.મીપારાના સ્પાર્ક દ્વારા પ્રકાશિત.
ચોખા. 1 (કોષ્ટક I). રેડિયમના α-કિરણો. કેટલાક α કણો વિસ્તરણ પહેલાં હવામાંથી પસાર થયા, અન્ય - તેના પછી.
1 = 0.98, v 2 / v 1 = 1.36, 2 = 0.72, V = 40 V, M = 1 / 2.18.
ચોખા. 2 (કોષ્ટક I). રેડિયમના α-કિરણો. બધા α કણો વિસ્તરણ પછી હવામાંથી પસાર થાય છે.
1 = 0.97, v 2 / v 1 = 1.33, 2 = 0.73, V = 40 V, M = 1.05.
ચોખા. 3 (કોષ્ટક I). રેડિયમના α-કિરણો. ફિગનો મોટો ભાગ. 2.
1 = 0.97, v 2 / v 1 = 1.33, 2 = 0.73, V = 40 V, M = 2.57.
ચોખા. 4 (કોષ્ટક I). રેડિયમ ઉત્સર્જન અને સક્રિય કાંપના α-કિરણો.
1 = 1.00, v 2 / v 1 = 1.36, 2 = 0.74, V = 40 V, M = 1 / 124.
ચોખા. 5 (કોષ્ટક I). રેડિયમ ઉત્સર્જન દ્વારા બહાર નીકળેલા α કણનો સંપૂર્ણ માર્ગ.
આ અદ્ભુત અને પ્રમાણમાં સરળ ઉપકરણ ચાર્જ્ડ સબએટોમિક કણોના ટ્રેક અને તે મુજબ, રેડિયેશનનો અભ્યાસ કરવા માટેના સાધનોને શોધવા માટેની પ્રારંભિક પદ્ધતિઓમાંની એક રજૂ કરે છે. તે આશ્ચર્યજનક છે કે માઇક્રોવર્લ્ડનો એક પદાર્થ (આલ્ફા પાર્ટિકલ અથવા તો ઇલેક્ટ્રોન) મેક્રોવર્લ્ડમાં નરી આંખે દૃશ્યમાન ટ્રેસ છોડવામાં સક્ષમ છે. વાસ્તવિકતાના સામાન્ય રીતે ખરાબ રીતે છેદતા વિસ્તારો વચ્ચેનો એક પ્રકારનો પુલ.
ધુમ્મસ કેમેરાના સંચાલનનો સિદ્ધાંત સમજવા માટે એકદમ સરળ છે. અસ્થિર પદાર્થનું સુપરકૂલ્ડ વરાળ, પ્રાધાન્યમાં નીચા ગલનબિંદુ સાથે (પરંપરાગત રીતે આલ્કોહોલ, એસિટોન અથવા તેના જેવું કંઈક વપરાય છે), જે સપાટી ઉપર ઇચ્છિત તાપમાને ઠંડુ થાય છે, ઉચ્ચ-ઊર્જા ચાર્જ કણ દ્વારા છોડવામાં આવેલા આયન પર ઘનીકરણ થાય છે, જે પરિણામે ધુમ્મસવાળું પગેરું (ટ્રેક) છોડે છે. ક્લાઉડ ચેમ્બર, ફોગ ચેમ્બરથી વિપરીત, વરાળના એડિબેટિક વિસ્તરણને કારણે કાર્યકારી પ્રવાહીને બળજબરીથી ઠંડક કર્યા વિના કાર્ય કરે છે.
જટિલ ક્રાયોજેનિક સિસ્ટમ્સ, સીલબંધ ચેમ્બર અને તેના જેવા ઉપયોગ કર્યા વિના, ઘરે ધુમ્મસ ચેમ્બર બનાવવાની ઘણી રીતો છે. સામાન્ય રીતે, તેઓ બે નીચે આવે છે: ઠંડા ઉપભોજ્ય પદાર્થો (સૂકા બરફ અથવા પ્રવાહી નાઇટ્રોજન) અથવા થર્મોઇલેક્ટ્રિકલી પેલ્ટિયર તત્વોનો ઉપયોગ કરીને. હું તમને યાદ અપાવી દઉં કે પેલ્ટિયર એલિમેન્ટ એક એવી સપાટ ચોરસ વસ્તુ છે કે જ્યારે તેના પર ચોક્કસ પ્રવાહ અને વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે એક બાજુ ગરમ થવા લાગે છે અને બીજી બાજુ ઠંડું થવા લાગે છે, તાપમાનના તફાવત 50-70 સુધી પહોંચે છે. ડિગ્રી (ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓ અને ગુણવત્તા ઉત્પાદનના આધારે વિવિધ પેલ્ટિયર્સ અલગ રીતે કાર્ય કરે છે).
હું શુષ્ક બરફ શોધવામાં ખૂબ આળસુ હોવાથી, અને પ્રવાહી નાઇટ્રોજનને ઇચ્છિત તાપમાન શ્રેણી હાંસલ કરવા માટે ખૂબ જ મહેનતુ ડોઝની જરૂર પડશે, તેથી પેલ્ટિયરની પસંદગી કરવામાં આવી. બદલામાં, તેમની સાથે -50 - -70 * સેના ઇચ્છિત તાપમાનને હાંસલ કરવાની બે રીતો છે. બે ઘટકોને શ્રેણીમાં જોડવાનું સૌથી સરળ છે, જ્યારે એક તત્વો ગરમ બાજુ સાથે રેડિયેટર પર મૂકવામાં આવે છે, અને ઠંડા બાજુ બીજાની ગરમ બાજુને ઠંડુ કરે છે. પાણીના ઠંડકનો ઉપયોગ કરતી વખતે, આ પદ્ધતિ તદ્દન સફળતાપૂર્વક કામ કરે છે, પરંતુ હું તાકાતના પ્રારંભિક પરીક્ષણ સિવાય તેની ભલામણ કરીશ નહીં: ધુમ્મસ ચેમ્બરની અસરો ખૂબ અસ્થિર છે. બીજી રીત એ છે કે રેડિયેટરનું ઉચ્ચ-ગુણવત્તાનું ઠંડક અને એક પેલ્ટિયર તત્વનો ઉપયોગ. જો તમે તેની ગરમ બાજુને શૂન્ય સેલ્સિયસથી નીચે ઠંડુ કરો છો, ઉદાહરણ તરીકે, ફ્રીઓન રેફ્રિજરેટરનો ઉપયોગ કરીને, તો પછી ઇચ્છિત -60* ઠંડા બાજુએ પહોંચી જશે. ખરેખર, આ ઉકેલ લાગુ કરવામાં આવ્યો હતો.
માળખાકીય રીતે, ધુમ્મસ ચેમ્બર પોતે જ શુદ્ધ આલ્કોહોલ વરાળના સસ્પેન્ડેડ સ્ત્રોત સાથે એક પારદર્શક શરીર છે (સ્વચ્છતા ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે) - તેમાં પલાળેલું કાપડ. કેસના તળિયે ફ્રીઓન-કૂલ્ડ રેડિએટર પર બ્લેક પેઇન્ટેડ પેલ્ટિયર તત્વ છે (ફ્રેઓન રેફ્રિજરેટરની ડિઝાઇન અન્ય પોસ્ટ માટેનો વિષય છે). આલ્ફા કણોનો સ્ત્રોત (આ કિસ્સામાં, રેડિયોઆઈસોટોપ સ્મોક ડિટેક્ટરમાંથી પુ-239) પેલ્ટિયરની નજીક અથવા નજીક સ્થિત છે. સિસ્ટમ ઓપરેટિંગ તાપમાને ઠંડું થઈ જાય પછી, જ્યારે Pelte સપાટી બાજુથી પ્રકાશિત થાય છે, ત્યારે આલ્ફા કણોમાંથી ટ્રેક દૃશ્યમાન થાય છે. વિશિષ્ટ જોડાણ સાથેની લાઇનમાં મૂકેલા લેસર દ્વારા પ્રકાશિત કરવામાં આવે ત્યારે વધુ સારી દૃશ્યતા પ્રાપ્ત થાય છે, જેમ કે અહીં કરવામાં આવ્યું હતું: આવી રોશની પેલ્ટિયર સપાટીને પ્રકાશિત કરતી નથી, પરંતુ ધુમ્મસવાળા ટ્રેકને પ્રકાશિત કરે છે, જે તેમને ખૂબ જ વિરોધાભાસી અને સ્પષ્ટપણે દૃશ્યમાન બનાવે છે. પરંતુ નિયમિત ફ્લેશલાઇટ પણ ખૂબ સારી રીતે કામ કરે છે.
ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા કૅમેરા ઑપરેશન માટે, કાર્યક્ષેત્ર (અથવા ફક્ત 10-20 કિલોવોલ્ટ્સનો માઇક્રો-પાવર હાઇ-વોલ્ટેજ સતત સ્ત્રોત) નજીક સ્થિર વીજળીનો સ્ત્રોત મૂકવો ખૂબ જ ઇચ્છનીય છે. તે ચેમ્બરમાંથી વધારાના આયનો ભેગો કરે છે, જેનાથી નવા કણો રચાય છે.
દરેક ટ્રેક બરાબર એક કણને અનુલક્ષે છે. બધા કણો તેમને છોડતા નથી, પરંતુ દરેક બાકી રહેલો પેસેજનો અસંદિગ્ધ નિશાન છે.
આ એક રમુજી રમકડું છે, જે પ્રાથમિક કણોની દુનિયા અને મેક્રોકોઝમ વચ્ચેનું જોડાણ છે.
યુરી રોમાનોવ
"વિજ્ઞાનના ઇતિહાસમાં આ સૌથી મૂળ અને અદ્ભુત સાધન છે."
(અર્નેસ્ટ રધરફોર્ડ)
ફેબ્રુઆરી 14, 1869, 145 વર્ષ પહેલાં, ચાર્લ્સ થોમસન રાયસ વિલ્સનનો જન્મ એડિનબર્ગ (સ્કોટલેન્ડ) નજીકના ખેતરમાં થયો હતો. તેણે માન્ચેસ્ટરની એક ખાનગી શાળામાં અભ્યાસ કર્યો, પછી ત્યાંની યુનિવર્સિટીમાં અને ડૉક્ટર બનવાનું સ્વપ્ન જોયું. તે પોતાનું શિક્ષણ પૂર્ણ કરવા કેમ્બ્રિજ ગયો, અને પછી તેની રુચિઓના વેક્ટરે ઝડપથી દિશા બદલી. તેને કુદરતી વિજ્ઞાનમાં રસ પડ્યો.
1894 ના ઉનાળાના અંતમાં, વિલ્સન સ્કોટલેન્ડ પહોંચ્યા અને બેન નેવિસ પર ચઢ્યા, જે સ્થાનિક પર્વતોમાં સૌથી ઉંચો છે. આ કોઈ વૈજ્ઞાનિક અભિયાન નહોતું; વિલ્સન એક રમતવીર, પર્વતારોહક હતો અને તેણે પોતાના મૂળ સ્થાનની આસપાસ ફરવાનું નક્કી કર્યું. આ વોકથી, જેમ આપણે હવે નક્કી કરી શકીએ છીએ, વિલ્સનનું એક વૈજ્ઞાનિક તરીકે નવું જીવન શરૂ થયું. ત્યાં, ટોચ પર, તે ફક્ત તેની આસપાસના વાદળોમાં પ્રકાશના ભવ્ય રમતથી મોહિત થઈ ગયો હતો; તેણે ખડકો દ્વારા પડેલા પડછાયાઓની આસપાસના રંગીન પ્રભામંડળની પ્રશંસા કરી. સામાન્ય રીતે, ત્યાં, બેન નેવિસની ટોચ પર, તે ખરેખર પ્રયોગશાળામાં જોયેલી તમામ ઘટનાઓનું પુનઃઉત્પાદન કરવા માંગતો હતો. વાતાવરણીય ભૌતિકશાસ્ત્ર તે છે જેને હવે તેમનો નવો શોખ કહેવામાં આવે છે. 
નોબેલ પુરસ્કાર 1927. ધુમ્મસમાં કણો
1895માં, ચાર્લ્સ વિલ્સન, જે.જે. થોમ્પસનની કેમ્બ્રિજ પ્રયોગશાળામાં સ્નાતક વિદ્યાર્થી તરીકે, ક્લાઉડ રચનાની પ્રક્રિયાઓને સમજવા માટે શ્રેણીબદ્ધ પ્રયોગો શરૂ કર્યા. તે પારદર્શક સિલિન્ડરના રૂપમાં એક ઉપકરણ સાથે આવે છે, જેનું તળિયું ખસેડી શકે છે. પિસ્ટનની ઝડપી નીચેની હિલચાલથી ચેમ્બરના જથ્થામાં વધારો થયો અને તેમાં દબાણ અને તાપમાનમાં ઘટાડો થયો. તે જ સમયે, સિલિન્ડરની પારદર્શક બારીમાંથી, વિલ્સને ચેમ્બરમાં ગાઢ ધુમ્મસનું અવલોકન કર્યું. આ ઘટના પહેલેથી જ જાણીતી હતી: ધૂળના નાના કણો પર ભેજનું ઘનીકરણ, કંઈ નવું નથી, બધું સામાન્ય હતું... શા માટે વિલ્સને આ પ્રયોગનું પુનરાવર્તન કરવાનું નક્કી કર્યું, તેના ઉપકરણને શક્ય તેટલી ધૂળ-મુક્ત હવાથી ભરીને, જ્યાં રહસ્ય છે. જૂઠ શું વૈજ્ઞાનિકની અંતર્જ્ઞાન કંઈક સૂચવે છે? અથવા તેણે ફક્ત "ધૂળ-મુક્ત" હવામાં કોઈ ઘનીકરણ ન થાય તેની ખાતરી કરવાનું નક્કી કર્યું અને આ મુદ્દો બંધ કર્યો?
એક યા બીજી રીતે, પ્રયોગે અણધાર્યું પરિણામ આપ્યું: ધુમ્મસ હજુ પણ સ્વચ્છ હવામાં રચાય છે. શા માટે? આ કિસ્સામાં ઘનીકરણ કેન્દ્રો શું હોઈ શકે? ઘણા વર્ષો પછી, વિલ્સને તે દિવસોમાં જે ભાવનાત્મક સ્થિતિ હતી તેનું વર્ણન કર્યું: "હું ખૂબ જ ઉત્સાહિત હતો, કારણ કે લગભગ તરત જ મને કંઈક એવું મળ્યું જે ઓપ્ટિકલ ઘટના કરતાં વધુ રસપ્રદ હોવાનું વચન આપે છે જેના માટે મેં આ બધું શરૂ કર્યું." વિલ્સન બુદ્ધિશાળી સૂચન કરે છે કે આયનો પર ભેજ ઘટ્ટ થાય છે - ચાર્જ કરેલા કણો જે કોઈક રીતે હવામાં દેખાય છે.
આ અનુમાનને ચકાસવા માટે, વિલ્સન પ્રોફેસર થોમ્પસન પાસેથી તેની કિંમતી એક્સ-રે ટ્યુબમાંથી એક ઉછીના લે છે (તેમણે ઉપકરણને નુકસાન થવાના અથવા આકસ્મિક રીતે તૂટી જવાના ભય સામે સતત લડવું પડ્યું હતું). થોમ્પસન આ સમયે એક્સ-રેના આયનાઇઝિંગ ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરી રહ્યા હતા, અને તેથી તેમના સ્નાતક વિદ્યાર્થીના પ્રયોગોમાં રસ ધરાવતા સહભાગી બન્યા. આ રીતે તેણે યુવાન વિલ્સનની સર્જનાત્મક યાતનાનું વર્ણન કર્યું: “ધુમ્મસ ચેમ્બરની રચના [તે આ ઉપકરણનું નામ હતું જ્યાં સુધી તેનું નામ શોધકના નામ પર રાખવામાં આવ્યું ન હતું. - યુ.આર.] અત્યંત શ્રમ-સઘન પ્રક્રિયા હોવાનું બહાર આવ્યું છે. તેને કાચના ઘણા જટિલ ભાગોની જરૂર હતી, જે વિલ્સને પોતે બનાવ્યા હતા, તેણે ગ્લાસ બ્લોઅરના વ્યવસાયમાં નિપુણતા મેળવી હતી. લેબોરેટરીનું માળખું ટુકડાઓથી ઢંકાયેલું હતું, ફ્લાસ્ક ફરીથી અને ફરીથી ફૂટે છે. વિલ્સન અસ્વસ્થ ન હતો, તેણે ફરીથી બધું શરૂ કર્યું, માત્ર એટલું જ કહ્યું કે તેણે ઉપકરણ સાથે બીજો ફ્લાસ્ક જોડ્યો: "ડાર્લિંગ, પ્રિય, તમે થોડીવાર ધીરજ રાખશો?"
જે ઉપકરણને આપણે વિલ્સન ચેમ્બર તરીકે જાણીએ છીએ, જે 40 વર્ષ સુધી કણ ભૌતિકશાસ્ત્રના શસ્ત્રાગારમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ સાધન બનશે, તેનું ઉત્પાદન 1910 માં કરવામાં આવ્યું હતું. એક વર્ષ પછી, તે કેમેરા દ્વારા ઉડતા ચાર્જ્ડ કણોના ધુમ્મસવાળા ટ્રેક (ટ્રેસ) ના પ્રથમ ફોટોગ્રાફ્સ લેવાનું સંચાલન કરે છે. 1959 માં, 90 વર્ષની ઉંમરે, તે આ ઘટનાઓને ભૂલી શક્યો ન હતો અને તેનું વર્ણન આ શબ્દોમાં કર્યું: “મને હજી પણ પ્રાપ્ત પરિણામો માટે મારી પ્રશંસા સારી રીતે યાદ છે. આ ટ્રેક મહાન હતા. તેઓ અહીં અને ત્યાં દેખાતા વાળ અથવા લાઇટ જેવા દેખાતા હતા... તે અદ્ભુત હતું.
1927 માં, તેમને "વરાળ ઘનીકરણ દ્વારા ઇલેક્ટ્રિકલી ચાર્જ થયેલા કણોના માર્ગને દૃષ્ટિની રીતે શોધવાની તેમની પદ્ધતિ માટે" ભૌતિકશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો. તેણે તેના કેમેરામાં વધુ સુધારાઓ કર્યા ન હતા: તેને વાતાવરણીય ઇલેક્ટ્રોફિઝિક્સની સમસ્યાઓમાં વધુ રસ હતો. તેમના જીવનના અંતે, તેઓ તેમના પરિવાર સાથે કાર્લોપ્સ ગામમાં રહેવા ગયા. ભૂતપૂર્વ સાંસદ ટેમ ડેલીલ, જે તેમની બાજુમાં રહેતા હતા, વિલ્સન સાથેની તેમની પ્રથમ મુલાકાતને યાદ કરે છે: “વરસાદ પડી રહ્યો હતો. મારા દરવાજે ટકોરા પડ્યા, મેં ખોલ્યું. એક પાડોશી દરવાજા પર ઊભો હતો અને તેણે પૂછ્યું કે શું હું એક કપ ચા માટે આવવા માંગુ છું. જ્યારે તે કેટલ પર કામ કરી રહ્યો હતો, ત્યારે મેં દિવાલ પર એક ફોટોગ્રાફ જોયો જેણે મને સ્થિર કરી દીધો. જેમાં 15 પુરુષ અને એક મહિલા હતી. આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈન, મેરી ક્યુરી અને તે સમયના તમામ મહાન ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ. તેમની વચ્ચે એક માણસ હતો, તે હવે કરતાં 40 વર્ષ નાનો હતો, પરંતુ તે એક પાડોશી હતો જેણે મને ચા માટે આમંત્રણ આપ્યું. હું લગભગ પડી ગયો. તે તારણ આપે છે કે તે એ જ મહાન વિલ્સન છે જેણે માનવતાને પરમાણુ યુગમાં પ્રવેશવામાં મદદ કરી હતી.
નોબેલ પુરસ્કાર 1948. ધુમ્મસ કાબૂમાં છે
પેટ્રિક મેનાર્ડ સ્ટુઅર્ટ બેરોન બ્લેકેટ વિલ્સન ચેમ્બરને મૂળભૂત રીતે સુધારવામાં સફળ થયા. કારકિર્દી નૌકાદળના અધિકારી, તેમણે ફૉકલેન્ડ ટાપુઓ અને જટલેન્ડમાં પ્રથમ વિશ્વયુદ્ધમાં કાર્યવાહી જોઈ. યુદ્ધ પછી તેઓ નિવૃત્ત થયા અને કેમ્બ્રિજ ખાતે અર્નેસ્ટ રધરફોર્ડ હેઠળ ભૌતિકશાસ્ત્ર લીધું.
પાછળથી તે નોંધપાત્ર વૈજ્ઞાનિક પરિણામો પ્રાપ્ત કરશે અને ઘણી ઉત્કૃષ્ટ શોધ કરશે, પરંતુ આ બધું બીજી ચર્ચા માટેનો વિષય છે. હવે બીજું કંઈક મહત્વનું છે. 1932 માં, યુવાન ઇટાલિયન ભૌતિકશાસ્ત્રી જિયુસેપ ઓસિઆલિની (નીચે ચિત્રમાં) સાથે કામ કરીને, તેણે ક્લાઉડ ચેમ્બર અને બે ગીગર-મુલર કાઉન્ટર્સનું ભવ્ય સંયોજન વિકસાવ્યું, એક કેમેરાની ઉપર અને બીજો તેની નીચે. એક ખાસ ઈલેક્ટ્રોનિક સર્કિટે ક્લાઉડ ચેમ્બરને માત્ર ત્યારે જ કાર્ય કરવાનું શરૂ કર્યું જો બંને કાઉન્ટર્સ એકસાથે ટ્રિગર થયા હોય.
બ્લેકેટની શોધ બદલ આભાર, ક્લાઉડ ચેમ્બરે એક "દિશાત્મક પેટર્ન" પ્રાપ્ત કરી; તે હવે આપેલ દિશામાંથી આવતા કણોને પકડવા માટે ગોઠવી શકાય છે. તદુપરાંત, ગીગર કાઉન્ટર્સની ટ્રિગરિંગ થ્રેશોલ્ડ સેટ કરીને, અવલોકન કરાયેલા કણોને ઊર્જા દ્વારા ફિલ્ટર કરવાનું શક્ય બન્યું. આ બંને પરિબળોને કારણે કોસ્મિક રે સંશોધન, એસ્ટ્રોફિઝિક્સ અને સામાન્ય રીતે કણ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં જબરદસ્ત પ્રગતિ થઈ છે. 1948 માં, બ્લેકેટને "ક્લાઉડ ચેમ્બર પદ્ધતિમાં તેના સુધારાઓ અને પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્ર અને કોસ્મિક રેડિયેશનમાં પરિણામી શોધો માટે" ભૌતિકશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો.
નોબેલ પુરસ્કાર 1960. પરપોટા અને ધુમ્મસ
જો ક્લાઉડ ચેમ્બરમાં આયનો પર સુપરકૂલ્ડ વરાળના ઘનીકરણને કારણે ચાર્જ કરેલા કણોના ટ્રેકની રચના કરવામાં આવી હતી, તો પછી ઉપકરણમાં, જેની શોધ 1953 માં કરવામાં આવી હતી અને ડોનાલ્ડ આર્થર ગ્લેઝર દ્વારા "બબલ ચેમ્બર" તરીકે ઓળખવામાં આવી હતી, કણોના નિશાન સુપરહીટેડમાં દેખાયા હતા. દબાણ ઘટતાં પ્રવાહી. આ કિસ્સામાં, એક પ્રકારનો "વિપરીત ધુમ્મસ" ઉભો થયો: જેમ જેમ કણો પ્રવાહીમાં ફરતા હતા, વરાળથી ભરેલા પરપોટાની સાંકળો બનાવવામાં આવી હતી.
ગ્લેસરે વિવિધ પ્રવાહી સાથે ઘણા પ્રયોગો કર્યા, જેમાં બીયરનો પણ સમાવેશ થાય છે (પ્રથમ તો તેણે દાવો કર્યો હતો કે બબલ ચેમ્બરનો વિચાર તેના મગજમાં આવ્યો જ્યારે તેણે બોટલ ખોલતી વખતે બીયરના "ઉકળતા"નું અવલોકન કર્યું; તેણે પછીથી સ્વીકાર્યું કે ત્યાં કોઈ "બીયર પ્રેરણા" ન હતી, પરંતુ તે એક હકીકત છે હકીકત બાકી છે: તેણે બબલ ચેમ્બરના પ્રથમ મોડેલોમાં હળવા બીયર રેડ્યું, અને ચેમ્બર સંપૂર્ણ રીતે કામ કર્યું!)
ગ્લેઝરનું બબલ ચેમ્બર એટલું સફળ ઉપકરણ બન્યું કે 60 ના દાયકાથી તેણે વિલ્સન ચેમ્બર્સને સંપૂર્ણપણે બદલી નાખ્યું. અને 1960નું ભૌતિકશાસ્ત્રનું નોબેલ પુરસ્કાર ડોનાલ્ડ ગ્લેઝરને "બબલ ચેમ્બરની શોધ માટે" આપવામાં આવ્યું હતું. વિશ્વભરમાં પ્રવેગક પરના પ્રયોગો વધુને વધુ મોટા ક્રાયોજેનિક બબલ ચેમ્બરનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે, જે ઇલેક્ટ્રોનિક્સથી ભરેલા જટિલ એન્જિનિયરિંગ સંકુલમાં ફેરવાય છે.
હવે પ્રાયોગિક પાર્ટિકલ ફિઝિક્સમાં "ધુમ્મસ અને વરાળનો યુગ" સમાપ્ત થઈ રહ્યો છે, અને નવા પ્રકારના ડિટેક્ટર બબલ ચેમ્બર્સને બદલી રહ્યા છે. પરંતુ તે એક સંપૂર્ણપણે અલગ વાર્તા છે ...
ઉપકરણનો હેતુ
વિલ્સન કેમેરા - ચાર્જ થયેલા કણોના ટ્રેસ (ટ્રેક) રેકોર્ડ કરવા માટેના ઇતિહાસના પ્રથમ સાધનોમાંનું એક. ક્લાઉડ ચેમ્બરને માઇક્રોવર્લ્ડમાં "વિન્ડો" કહી શકાય. તે સંતૃપ્તિની નજીક પાણીની વરાળ અથવા આલ્કોહોલથી ભરેલું હર્મેટિકલી સીલબંધ જહાજ છે.
ઉપકરણના શોધક
પાર્ટિકલ ટ્રેકનું નિરીક્ષણ કરવાની તકનીકમાં એક મહત્વપૂર્ણ પગલું એ ક્લાઉડ ચેમ્બરની રચના હતી
(1912) તેની શોધ ચાર્લ્સ વિલ્સન દ્વારા 1912 માં કરવામાં આવી હતી. આ શોધ માટે Ch. 1927 માં વિલ્સન
નોબેલ પારિતોષિક એનાયત.
ચાર્લ્સ વિલ્સન
વિલ્સન ચેમ્બર.
ગ્લાસ પ્લેટ
ઉપકરણ.
કાચ
કાચ
બ્લેક ફેબ્રિક
સંતૃપ્ત
ઉપકરણ.
વિલ્સન ચેમ્બર. કાચનું ઢાંકણું અને તળિયે પિસ્ટન ધરાવતું કન્ટેનર પાણી, આલ્કોહોલ અથવા ઈથરના સંતૃપ્ત વરાળથી ભરેલું હોય છે. જ્યારે પિસ્ટનને નીચું કરવામાં આવે છે, ત્યારે એડિબેટિક વિસ્તરણને કારણે વરાળ ઠંડી પડે છે અને અતિસંતૃપ્ત બને છે. ચેમ્બરમાંથી પસાર થતો ચાર્જ થયેલ કણ તેના માર્ગ સાથે આયનોની સાંકળ છોડી દે છે. આયનો પર વરાળ ઘટ્ટ થાય છે, જેનાથી કણોનો માર્ગ દેખાય છે.
રોબોટ સિદ્ધાંત
ક્લાઉડ ચેમ્બરનો ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત સુપરસેચ્યુરેટેડ વરાળના ઘનીકરણ અને ચેમ્બરમાંથી ઉડતા ચાર્જ્ડ કણોના પગેરું સાથે આયન પર પ્રવાહીના દૃશ્યમાન ટીપાંની રચના પર આધારિત છે. સુપરસેચ્યુરેટેડ સ્ટીમ સુપરસેચ્યુરેટેડ સ્ટીમ બનાવવા માટે, યાંત્રિક પિસ્ટનનો ઉપયોગ કરીને ગેસનું ઝડપી એડિબેટિક વિસ્તરણ થાય છે. ટ્રેકને ફોટોગ્રાફ કર્યા પછી, ચેમ્બરમાં ગેસ ફરીથી સંકુચિત થાય છે, અને આયનો પરના ટીપાં બાષ્પીભવન થાય છે. ચેમ્બરમાંનું વિદ્યુત ક્ષેત્ર સુપરસેચ્યુરેટેડ વરાળના ઘનીકરણ અને ચાર્જ થયેલા કણની પગદંડી સાથે આયનો પર પ્રવાહીના દૃશ્યમાન ટીપાંની રચનાના આધારે વિલ્સન ગેસના અગાઉના આયનીકરણ દરમિયાન રચાયેલા આયનોના ચેમ્બરને "સાફ" કરવાનું કામ કરે છે. ચેમ્બર દ્વારા ઉડતી. ટ્રેકને ફોટોગ્રાફ કર્યા પછી, ચેમ્બરમાં ગેસ ફરીથી સંકુચિત થાય છે, અને આયનો પરના ટીપાં બાષ્પીભવન થાય છે. ચેમ્બરમાં ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ ગેસના અગાઉના આયનીકરણ દરમિયાન રચાયેલા આયનોના ચેમ્બરને "સાફ" કરવા માટે સેવા આપે છે.
જે ઓક્સિજન ન્યુક્લિયસની રચનામાં પરિણમ્યું અને
