Die Visualisierung der Spuren ionisierender Strahlung mit der Expansionsnebelkammer nach Charles Thomson Rees Wilson

Zusammenfassung

Im Frühjahr 1911 teilte der schottische Physiker Charles Thomson Rees Wilson in den Proceedings of the Royal Society of London mit, dass es ihm gelungen sei, die Bahn eines ionisierenden Teilchens zu fotografieren. Die Veröffentlichung ist ein Ergebnis seiner langjährigen Forschungstätigkeit am Cavendish Laboratory in Cambridge (UK) über Kondensationsphänomene in übersättigtem Wasserdampf. Im Jahre 1927 verlieh ihm die schwedische Akademie der Wissenschaften für die von ihm entwickelte Methode den Nobelpreis für PhysikIm Jahre 1911 konnte Charles Thomson Rees Wilson erstmals die Bahn eines ionisierenden Teilchens mit einer Nebelkammer visualisieren und fotografisch dokumentieren. Bis zu diesem Zeitpunkt hatte sein Interesse sechzehn Jahre lang verschiedenen Themen aus der Meteorologie gegolten, wobei er sich insbesondere mit den Bedingungen der Entstehung atmosphärischer Wolken beschäftigte. Für die Untersuchung dieser Naturphänomene benutzte er sogenannte „Cloud Chambers“ in denen er durch adiabatische Expansion die Kondensation von Wasser auf Staubteilchen unter verschiedenen Bedingungen hervorrufen konnte. Zwar hatte er schon früh erkannt, dass sich auch in ionisierter Luft ein diffuser Nebel erzeugen lässt, weil ionisierte Teilchen als Kondensationskerne wirken, jedoch führte ihn diese Entdeckung erst gegen Ende des Jahres 1910 zur neuen Forschungsrichtung, der Atomphysik. Weil vermutet wurde, dass ein α-Teilchen entlang seiner Bahn ionisierte Teilchen erzeugt, entwickelte Wilson die Idee, darauf Wassertröpfchen anzulagern, die dann die Bahn des Teilchens repräsentieren würden. Mit einem quellentreuen Nachbau der Wilsonschen Expansions-Nebelkammer von 1911 und dem Nachvollzug des historischen Experiments konnten Fotografien gewonnen werden, die den historischen Originalen nahekommen.