每秒鐘，都會(huì)有上萬(wàn)顆來(lái)自外太空的宇宙射線穿過(guò)你的身體，但你卻渾然不知，因?yàn)槟憧床坏剿鼈儯?tīng)不到它們，也感受不到它們的存在。當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)自己居然無(wú)時(shí)無(wú)刻的都與宇宙有著如此親密的接觸時(shí)，我們無(wú)法控制自己的好奇心想要看到這些粒子。
宇宙射線是來(lái)自外太空的帶電高能次原子粒子，它們可能來(lái)自黑洞或者超新星爆發(fā)等。大部分的初級(jí)宇宙射線都是質(zhì)子，當(dāng)它們到達(dá)地球大氣層的頂部時(shí)，它們會(huì)產(chǎn)生次級(jí)粒子流，包括電子、光子、中微子和μ介子。μ介子跟電子的性質(zhì)一樣，除了它比電子重很多，它們能夠輕易的到達(dá)海平面，所以它們是研究宇宙射線的最佳粒子，因?yàn)樗鼈內(nèi)菀妆惶綔y(cè)到。
在世界各地，有許多的粒子探測(cè)器，正在捕捉、觀察、研究著這些粒子。比如歐洲核子研究中心（CERN）的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC），它是個(gè)不可思議的龐然大物：重達(dá)上千噸，同時(shí)也包括了上百萬(wàn)的探測(cè)元件以及來(lái)自世界各地的上千名科學(xué)家。
但是粒子探測(cè)器并不總是那么復(fù)雜的。事實(shí)上，一些粒子探測(cè)器是非常簡(jiǎn)單的，你甚至可以在自己的家里制作。
1938年，加州大學(xué)伯克利分校發(fā)明的“連續(xù)靈敏擴(kuò)散云室”（點(diǎn)擊文末閱讀原文可查看原論文）就是這樣一種能夠窺視來(lái)自宇宙的訪客的探測(cè)器。云室里面充滿酒精蒸汽，會(huì)產(chǎn)生“云霧”，對(duì)通過(guò)的粒子非常的敏感。
當(dāng)宇宙射線飛速的穿過(guò)云室時(shí)，它便會(huì)產(chǎn)生鬼魅般的粒子徑跡，而且是肉眼可見(jiàn)的。
要制作一個(gè)云室非常簡(jiǎn)單，只需要一些簡(jiǎn)單的材料和步奏就可以實(shí)現(xiàn)。
材料：
透明塑料或者玻璃缸（比如魚(yú)缸）以及金屬板（能讓溫度快速傳導(dǎo)的物質(zhì)）；
毛氈；
異丙醇（90%或更多，注意：使用時(shí)需要戴上護(hù)目鏡）；
干冰（冰凍的二氧化碳，注意：使用時(shí)需要戴上厚手套）及盛干冰的容器；
剪刀和手電筒。
步驟：
把毛氈剪成適合魚(yú)缸底部的大小，用膠水牢牢地將它粘合在魚(yú)缸底部。
之后將異丙醇倒入魚(yú)缸里的毛氈上，浸泡直至飽和，將多余的倒干。
將干冰放在一個(gè)盒子或容器中，這樣會(huì)更加穩(wěn)。之后將金屬板平放在干冰上面。
將魚(yú)缸倒過(guò)來(lái)，并準(zhǔn)確的放在金屬板上，注意密封性要好。
魚(yú)缸底部會(huì)慢慢地形成一層云霧，等10分鐘......打開(kāi)手電筒照射魚(yú)缸，你就會(huì)看到來(lái)自外太空的宇宙射線。
如果還是不確定，可以看視頻：
在云室中會(huì)發(fā)生什么？
在室溫中，當(dāng)異丙醇被毛氈吸收后，它會(huì)慢慢地蒸發(fā)到空氣中。但是酒精蒸汽會(huì)慢慢地朝干冰沉下去，它會(huì)慢慢冷卻并企圖再次回到液態(tài)。
在魚(yú)缸底部的空氣現(xiàn)在已經(jīng)過(guò)飽和了，在這個(gè)小小的空間里，酒精蒸汽被冷卻到了可以凝結(jié)成液體的溫度以下（剛好低于常壓露點(diǎn)）。在這個(gè)溫度下，它本該凝結(jié)成為液體，但卻沒(méi)有。這就好比在秋天的清晨，水分子吸附在草葉上一樣，這些酒精蒸汽會(huì)產(chǎn)生云霧。
穿過(guò)云室的粒子
當(dāng)粒子通過(guò)云室時(shí)，它會(huì)遇上一些分子，并踢出其中的電子，使分子變?yōu)閹щ婋x子。酒精蒸汽會(huì)被這些離子吸引靠近它們，并結(jié)成小露珠。
結(jié)果就會(huì)留下像飛機(jī)劃過(guò)天空時(shí)留下的徑跡——細(xì)長(zhǎng)的線條都是粒子穿過(guò)云室的證據(jù)。
會(huì)有許多不同的粒子穿過(guò)云室，這些不同的粒子會(huì)在云室中留下不同的徑跡模式，因此物理學(xué)家就可以區(qū)分他們看到的是什么粒子。
短而粗的徑跡
當(dāng)你看到短，并且較粗的徑跡時(shí)，證明你看到的并不是來(lái)自外太空的宇宙射線。你看到的其實(shí)是氡原子吐出來(lái)的阿爾法粒子（包括兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子）。氡是一種天然的放射性元素，但是它出現(xiàn)在如此低濃度的空氣時(shí)它的放射性比花生醬更低。而阿爾法粒子體積較大，并且能量很低，因此它們只留下短且粗的軌跡。
長(zhǎng)而直的徑跡
哦也~你看到的是μ介子！μ介子是電子的表兄，只不過(guò)質(zhì)量要大很多。當(dāng)宇宙射線在大氣層中與分子相撞時(shí)就會(huì)產(chǎn)生介子。由于他的質(zhì)量龐大（相比于微觀粒子世界），μ介子可以肆無(wú)忌憚的穿過(guò)云室并留下清晰而且筆直的軌跡。
之字型及卷曲的徑跡
如果你看到一個(gè)徑跡像一個(gè)在國(guó)外迷路的游客的路徑，那么你看到的是電子和正電子（反電子）。當(dāng)宇宙射線撞上大氣分子的時(shí)候也會(huì)產(chǎn)生電子和正電子。由于電子和正電子較輕，當(dāng)它們撞上空氣分子的時(shí)候就會(huì)到處亂撞，留下之字型或者卷曲形的徑跡。
分叉徑跡
如果你看到一個(gè)分叉的徑跡，說(shuō)明你觀測(cè)到了一個(gè)衰變。許多粒子都是不穩(wěn)定的，它們會(huì)在特定的時(shí)間內(nèi)衰變成穩(wěn)定的粒子。如果你突然看到一條徑跡分叉開(kāi)來(lái)，說(shuō)明物理正在發(fā)揮作用！
最后，如果你不想這么麻煩的在家里去制造一個(gè)云室，但也想看到宇宙射線。拿出你的手機(jī)，下載一個(gè)叫DECO的APP。但壞消息是，該APP僅限安卓系統(tǒng)，IOS系統(tǒng)的還在開(kāi)發(fā)中。
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