FHSST 物理/原子核/探测器
我们如何观察像质子和 粒子这样微小的东西？没有任何显微镜可以辨别它们。从亚原子时代的开始，科学家们一直在致力于开发一种特殊的仪器，被称为粒子探测器。这些装置使我们能够记录某些粒子经过空间中某一点这一事实，或者观察其轨迹。实际上，这就像观察粒子一样。虽然粒子尺寸非常小，但当它们穿过某些物质时，会在身后留下数十厘米长的可见痕迹。通过测量粒子在电场或磁场中偏转的轨迹的曲率，物理学家可以确定粒子的电荷和质量，从而识别它。
盖革计数器是最常用的记录带电粒子的装置。它不能告诉你关于粒子除了它穿过计数器这一事实的任何信息。计数器由一个充满气体的薄金属圆柱体组成。一根金属丝电极沿着管子的中心延伸，并相对于圆柱体保持高电压 (V)。当粒子穿过管子时，它会导致气体原子电离，从而在圆柱体和金属丝之间产生放电。电脉冲可以被计算机计数，或者通过扬声器发出咔哒声。每秒的计数次数告诉我们辐射的强度。
第一个探测器是荧光屏。当带电粒子撞击屏幕时，人眼可以在撞击点看到一道闪光。实际上，我们每天在看电视或看电脑时都在使用这种探测器（当然，如果它没有液晶屏的话）。事实上，电子束管屏幕上的图像是由加速的电子形成的。
另一种粒子探测器，可以追溯到贝克勒尔，是核感光乳胶。带电粒子的通过以与普通黑白感光胶片记录图像相同的方式记录在乳胶中。唯一的区别是核感光乳胶被制作得相当厚，以捕捉粒子路径的很大一部分。在冲洗后，带电粒子轨迹的永久记录就出来了。
在亚原子物理学和核物理学领域，威尔逊云室是最基本的观察粒子轨迹的装置。它的基本原理是由 C. T. R. 威尔逊于 1897 年发现的，并在 1911 年投入实际应用。
云室的顶部和侧面覆盖着直径数厘米的圆形玻璃。在云室底部放置了一个活塞。云室中填充的空气中饱和了水蒸气。当快速向下拉动活塞时，云室的体积会膨胀，温度会下降。结果，内部的空气会被水蒸气过饱和。如果快速移动的带电粒子在云室处于过饱和状态时进入云室，水蒸气会在粒子产生的离子的轨迹（即粒子的路径）上凝结。因此我们可以观察到痕迹，并拍照。为了使痕迹清晰，有时会从侧面照射灯光。当将云室放置在磁场中时，我们可以通过测量痕迹的曲率和其他数据来获得有关带电粒子的各种信息。气泡室和火花室已经取代了云室，现在云室仅用于教学目的。然而，威尔逊云室在物理学史上发挥了非常重要的作用。
气泡室是高能物理早期发展中重要的粒子探测器。从1955年到1970年代，气泡室在物理学研究中取得了丰硕成果。它的原理是利用液体在超过沸点温度时形成气泡的现象，然后快速膨胀，在带电粒子经过时电离液体原子的地方开始沸腾。这种技术获得了1960年诺贝尔奖，授予D. Glaser。即使在今天，气泡室照片仍然提供了最具审美性的亚核碰撞可视化方式。
火花室是一种历史性的设备，它利用两个电极之间存在高电势差的间隙中的电放电，使经过的粒子可见。火花出现在气体被电离的地方。通常使用多个短间隙，但也建造了间隙高达40厘米的宽间隙室。火花室仍然具有重要的科学价值，因为它仍然相对简单且便宜，而且能够让观察者看到带电粒子的路径。