★撰文者：第86屆曾勤升、洪偉倫、張顥融

你知道每秒鐘都有數以萬計的宇宙射線粒子打到我們身上嗎?而這些數量龐大的高能粒子又是如何被發現的呢？這一切都源自於你眼前的這個小小的透明壓克力容器—雲霧室(cloud chamber)。在20世紀初，英國物理學家—查爾斯．威爾遜發明了最初代的雲霧室，起初被用於觀測天氣現象，卻意外觀測到了來自宇宙的α粒子與 β粒子，為現在的高能物理（研究基本粒子性質的物理分支）揭開序幕。經歷了將近100年的演變，雲霧室的操作方式與結構也被大幅度的改變與簡化。在你眼前的這個雲霧室，便是最早的演示教學所使用的版本。

★操作：
這個雲霧室的操作步驟大致如下：首先，在底座置入乾冰，並在箱子的底板塗上酒精，用於製造過飽和的酒精蒸汽。接著，於箱子旁打光，利用廷德爾效應以利後續的觀察。最後，觀察箱子中的雲霧是否有出現一閃即逝的白色軌跡，那便是高能粒子穿越雲霧室的蹤跡。

★原理：
但為何它能夠讓這些如同幽靈般的微小粒子無所遁形呢？這是由於空氣分子和高能粒子發生碰撞時，會發生游離的現象，產生正電離子，使這些正電離子作為凝結核，使過飽和的酒精蒸汽能夠於空氣分子凝結，形成肉眼能夠觀測的白色軌跡。

★應用：
在上世紀五十年代，雲霧室為高能物理做出了許多重大的貢獻，從最一開始的宇宙射線，到渺子（μ粒子）的發現再到發現電子的反粒子—正子，驗證了狄拉克對反粒子的預言，都可以說是雲霧室的功勞。