能量永不停息，它们穿过太空，或是在地球上辐射。十多年来，来自源源不断的质子、原子核和其他原子碎片的数亿个样本被收集在国际空间站的宇宙射线收集器——一个名为阿尔法磁谱仪的仪器中。在我们家里，云室——就像欧洲核子研究组织（CERN）使用的那种——照亮了宇宙看不见的宇宙风暴。
1951 年 3 月，资深《Popular Science》撰稿人 Kenneth M. Swezey 为太空爱好者和 DIYer 提供了一个关于制作云室的分步指南，并使用了花生酱罐。“任何云室的秘诀都是过饱和蒸气，”Swezey 写道。“当亚原子粒子穿过这种蒸气时，它们会在路径上凝结分子，留下可见的液滴——就像高空飞机的航迹一样。”
第一个云室是由物理学家 Charles Thomas Rees Wilson 于 1895 年发明的，用于重现空气中的尘埃团并研究它们的行为。到 1910 年，他已经开始观测带电粒子的轨迹，这些粒子使过饱和的空气电离并导致水滴形成。大约在同一时间，物理学家 Victor Hess 确定，他称之为宇宙射线的带电粒子正从太空中进入地球大气层，这一发现为他赢得了 1936 年的诺贝尔奖。
尽管它们无处不在，但这些天体火花的起源仍然是一个谜，尽管超新星和像太阳这样的普通恒星被怀疑是主要来源。高能粒子束与地球高层大气中的原子碰撞，产生带电的亚原子粒子，如介子、μ子、电子和正电子，它们的电离轨迹在云室中显示为细长的线。地球上的辐射也会产生宇宙射线。
当 Swezey在 20 世纪 50 年代提供他的家用云室时，它的用途似乎有些实际。冷战的加剧引发了对核战争的担忧，占据了头条新闻。自制的云室可以探测附近爆炸产生的原子粒子，更不用说α粒子（来自氡气等放射性衰变产物）和镭的γ射线（直到 20 世纪 70 年代仍被用于绘制钟表盘）。
要观察宇宙射线风暴，首先准备一个玻璃或塑料罐——越大越好。深色背景，例如粘在底部和盖子内侧的黑色毛毡，将增强体验。用酒精饱和底部的材料，盖上盖子，然后将罐子倒置在干冰上。随着装置冷却，会形成蒸气。关掉灯，然后用手电筒照射罐子。应该会出现细线，有些笔直（高能μ子，足够大，可以穿透罐子），有些弯弯曲曲（电子和正电子，太小以至于它们像弹球一样与其他粒子碰撞），还有些像橡皮擦的污迹（氡气产生的α粒子，它们很重且带高电荷，因此会聚集一团电离的尘埃）。
我们 1951 年的云室配方今天仍然有效，尽管欧洲核子研究组织提供了一个更新的教学视频，使用了相同的基本成分。找不到干冰？现成的云室在普通冰箱温度下也能工作。您只需要近乎纯的乙醇和热水来产生云（以及额外几百美元来支付设备费用）。
这个故事最初发表在《Popular Science》的“High Issue”上。阅读更多 PopSci+ 故事。
