乔治·夏勒卡 乔治·夏勒卡（Georges Charpak，1924-2008）是法国物理学家，1992年诺贝尔物理学奖得主，以开发高能粒子物理学的多丝正比室探测器而闻名。他的发明彻底改变了粒子探测技术，并推动了医学成像等领域的发展。 第一步：早期经历与技术背景 夏勒卡出生于波兰（现乌克兰），后移居法国。他在巴黎高等师范学院学习，师从物理学家弗雷德里克·约里奥-居里。早期他参与核物理研究，但二战后转向粒子物理。在20世纪50-60年代，粒子探测器主要使用云室或气泡室，这些设备效率低、速度慢，无法实时处理数据。夏勒卡认识到需要一种更快、更精确的探测器来适应高能物理实验的爆发式数据增长。 第二步：多丝正比室的原理与创新 1968年，夏勒卡在CERN（欧洲核子研究中心）发明了多丝正比室。其核心原理基于正比计数器：在一个充满气体的腔室内，平行排列大量细金属丝（每根丝独立作为阳极），当带电粒子穿过气体时，会电离气体原子产生电子-离子对；电子在电场作用下向阳极丝移动，引发雪崩式放大，从而在丝上产生可测量的电信号。与传统探测器不同，多丝正比室能同时记录粒子的位置和时间信息，精度可达毫米级，且响应速度比气泡室快千倍以上。 第三步：技术影响与科学应用 多丝正比室使粒子物理实验进入“电子化时代”，例如在发现W和Z玻色子（1983年）的实验中不可或缺。夏勒卡的设计允许大规模并行数据采集，直接推动了大型对撞机（如LHC）的发展。此外，该技术衍生出医学成像设备，如正电子发射断层扫描（PET）和X射线成像系统，通过类似原理检测光子或粒子轨迹，提升疾病诊断的精度。 第四步：跨领域遗产与科学传播 夏勒卡晚年积极推动科学教育，开发低成本物理实验工具包，并参与辐射监测等公共项目。他的工作体现了“艺术家般的精巧设计”——多丝正比室的精密布线需兼顾美学与功能，其发明不仅是技术突破，更重塑了科学家与工程艺术的协作模式，影响延续至生物医学和环境监测等领域。