Angefangen hat alles auf dem Gipfel des Ben Nevis, dem höchsten der Schottischen Berge. Dort beobachtete Charles Thomson Rees Wilson im Spätsommer 1894 die Farbspiele der Sonne im Nebel und den Wolken. Dies wollte er im Labor nachbilden - und erfand dabei die Nebelkammer.

... und so ging`s weiter

Die Nebelkammer wurde ab 1910 zum wichtigsten Nachweisinstrument für die Strahlung radioaktiver Stoffe; mit ihr gelang unter anderem der Nachweis der Existenz des Neutrons.

Über die Jahre wurde sie immer weiter verfeinert  und abgewandelt. So entstand zum Beispiel die Blasenkammer, von der jahrelang eine besonders große Ausgabe am Forschungszentrum CERN in Genf stand.

Um Wolken im Labor nachzubilden, füllte Wilson Glasflaschen mit feuchter Luft, die er schlagartig ausdehnte. So wollte er herausbekommen, wie stark Gase mit Dampf gesättigt sein müssen, bis sie Wolken bilden. Obwohl er die Luft extra staubfrei hielt, entdeckte Wilson seltsame Tröpfchenspuren.

Wer da an Kondensstreifen hinter Düsenflugzeugen denkt, der liegt gar nicht falsch - tatsächlich kommen die ähnlich zustande. Nur, dass im Falle von Wilsons Nebelkammer natürlich kein Flugzeug durch die künstliche Wolke in der Flasche flog, sondern winzige geladene Teilchen, die Spuren hinter sich herzogen.

Und welche Rolle spielt dabei die Radioaktivität? Ganz einfach: Ionisierende Strahlung erzeugt in der Kammer entlang der Flugstrecke geladene Gas-Ionen. Diese Spuren von Alpha- oder Beta-Teilchen sieht man als Tröpfchenspuren.

Jetzt haben wir natürlich wieder Fragen: Wie kann man denn eigentlich wissen, was gerade für ein Teilchen durch die Nebelkammer geflogen ist? An welchen Merkmalen könnte man zum Beispiel Alphateilchen (Heliumkerne) und Betateilchen (Elektronen) unterscheiden?

Es dauerte noch einige Jahre, bis der Erfinder der Nebelkammer Charles Wilson auf eine geniale Idee kam: Wenn man die Nebelkammer in ein Magnetfeld stellt, dann werden alle elektrisch geladenen Teilchen, die hineinfliegen, abgelenkt: Die Lorenzkraft bringt sie auf eine krumme Bahn, und zwar je nach Ladung und Polung des Magnetfeldes in die eine oder andere Richtung.

So kann man ganz leicht Alpha- und Betateilchen aufgrund ihrer Flugbahn unterscheiden. Die Krümmung der Bahnen verrät außerdem etwas über Energie und Impuls der Teilchen. Alles, was gerade aus fliegt, kann nicht geladen sein.

Wenn ein Teilchen nur wenige Gasatome ionisiert, dann hinterlässt es in einer Nebelkammer nur eine sehr schwache Spur. Also dachte sich der Physiker Donald Arthur Glaser eine Variante der Nebelkammer aus: Er erhitzte eine Flüssigkeit bis an den Siedepunkt und senkte anschließend schlagartig ihren Druck. Dadurch ist die Flüssigkeit „überhitzt” - und es bilden sich an Staubteilchen oder Ionen kleine Gasbläschen. Weil das leichter passiert als die Kondensation von Wasser in der Nebelkammer, reagiert die Blasenkammer empfindlicher auf einfallende Teilchen.

Jahrzehnte lang diente sie in der Kernphysik zur Erforschung kleinster Teilchen. Von 1973 bis 1984 stand am Forschungszentrum CERN in Genf ein besonders großes Exemplar, die Big European Bubble Chamber: 3,7 Meter breit und weit mehr als 150 Tonnen schwer. Im Laufe ihres Lebens wurden mit ihr 6,3 Millionen Fotos von Teilchenspuren geschossen.