能量在太空和地球上的輻射從未停止。十多年來，數億個來自永無止境的質子、原子核和其他原子碎片的樣本被收集到國際太空站的宇宙射線收集器——阿爾法磁譜儀（Alpha Magnetic Spectrometer）中。在地球上，像歐洲核子研究中心（CERN，總部位於瑞士）使用的那種雲室，則照亮了宇宙中不可見的宇宙風暴。
1951年3月，長期為《大眾科學》撰稿的肯尼斯·M·斯威齊（Kenneth M. Swezey）為太空愛好者和DIY達人提供了一份製作雲室的詳細指南，他用的是一個花生醬罐。 「任何雲室的秘密都在於過飽和蒸汽，」斯威齊寫道。 “當原子粒子穿過這種蒸汽時，它們會在路徑上凝結分子，留下肉眼可見的液滴——就像高空飛行的飛機留下的尾跡一樣。”
第一台雲室由物理學家查爾斯·托馬斯·里斯·威爾遜於1895年研製，用於模擬空氣中的雲團並研究其運動規律。到1910年，他開始觀測到帶電粒子的軌跡，這些粒子使過飽和空氣電離，並導致水滴的形成。大約在同一時期，物理學家維克多·赫斯確定，帶電粒子（他稱之為宇宙射線）正從太空進入地球大氣層，這一發現使他榮獲1936年諾貝爾物理學獎。
儘管宇宙射線無所不在，但它們的起源仍然是個謎，儘管人們懷疑超新星和像太陽這樣的普通恆星是主要來源。能量束與地球高層大氣中的原子碰撞，產生帶電的亞原子粒子，例如π介子、μ子、電子和正電子，這些粒子的電離尾跡在雲室中顯示為細長的線條。地球上的輻射也會產生宇宙射線。
1950年代，斯威齊拿出他家自製的雲室時，它的用途似乎頗具實用性。當時，冷戰加劇，人們對核戰的恐懼佔據了各大媒體的頭條。自製雲室可以偵測到附近爆炸產生的原子粒子，更不用說放射性衰變產生的α粒子（例如氡氣等放射性物質衰變的產物）和鐳產生的γ射線了。直到1970年代，鐳仍然被塗在手錶錶盤上。
要觀察宇宙射線風暴，首先需要一個玻璃或塑膠罐——越大越好。深色背景，例如在罐底和蓋子內側黏上黑色氈布，會增強觀察效果。用酒精浸透罐底，蓋上蓋子，然後將罐子倒扣在乾冰上。隨著裝置冷卻，會產生蒸氣。關掉燈，然後用手電筒照射罐子。你會看到一些細線，有些筆直（高能量μ子，體積足夠大，可以穿透罐子），有些呈鋸齒狀（電子和正電子，體積很小，會在周圍粒子間碰撞），還有一些像橡皮擦的痕跡（氡產生的α粒子，質量大且帶高電荷，因此會聚集離子）。
我們1951年的雲室配方至今仍然有效，儘管歐洲核子研究中心（CERN）提供了一個更新的教學視頻，其中使用的基本原料相同。找不到乾冰？現成的雲室在普通冰箱溫度下也能運作。你只需要接近純淨的乙醇和熱水就能產生雲霧（當然，還需要幾百美元來支付設備費用）。
本文原刊於《大眾科學》雜誌高階特刊。閱讀更多《大眾科學》文章。
