奧本海默的選擇最終淪為如此：反對量子電動力學、保留之前的粒子集群，或者接受量子電動力學、引進一種新的原子內部實體。這樣複雜的兩難境地是由闡釋說明的不確定性引起的。貝特-海特勒理論應該應用於簇射軌跡還是單射線軌跡？在當時這樣的困惑中，安德森和尼德美爾開始在內部討論「紅色和綠色電子」，紅色電子可吸收性較強，會引起簇射，而綠色電子可以輕易穿透物質。[1]
到當時為止，雲室和計數儀器觀察到的最引人注目的現象是簇射。隨即出現了這樣的問題：簇射的構成粒子是普通的電子、其他的一些「紅色」型電子還是一種新型粒子？1935年，羅西（Rossi）和斯特裡特（Jabez Curry Street）對此進行了回顧。他們同安德森一樣，簡單地假設簇射粒子是一種「新的」粒子類型，而穿透粒子是不遵從於貝特-海特勒理論的普通高能電子。[2]人們使用「爆湧」、「爆叢」、「爆發」等術語來描述這一驚人的過程，如圖3.8中所示，由一個單位點中雜亂地散射出四五十個粒子。
圖3.8 厚板中發生的複雜事件。類似的雲室圖片說服了很多物理學家，使他們相信是某種根本性的新型物理學現象造成了所謂的「爆叢」、「爆發」或「爆湧」。海森堡認為，只有引入一種「基本長度」，對量子力學的根本性進行重構，才能解釋這些現象的產生。只有這些事件被認作是「新型物理現象」，這些直線的軌跡才能被辨識為電子。後來，這樣的分類卻恰好顛倒過來了（見圖3.12）。來源：Fussell，thesis（1938），92.
對於多個粒子的同時釋放，當時的理論無法做出令人信服的解釋。1936年，布萊克特表示：「因此現在的理論……根本無法解釋簇射的形成原因。從觀測來看，簇射貌似是由量子電動力學預測開始失效的能量分界點開始出現的。所以很明顯，在簇射的解釋問題上需要某種全新的理論步驟。」[3]正如之前提到的，某些理論家正在追求這樣的「巔覆性」理論方法，其中較為突出的是海森堡、玻爾和泡利。[4]與此同時，美國的安德森還在繼續對謎一樣的簇射粒子的雲室能量損失進行分析。但斯特裡特採取了不同的行動。
1931年，憑藉著放電相關主題的論文，斯特裡特在弗吉尼亞大學獲得了物理學博士學位。[5]1931至1932年間，他任職於巴托爾研究所，期間憑借在電子領域的經驗並在羅西的指引下進行了邏輯電路和計數器的開發。通過將計數器與符合電路進行串聯，他得以對簇射進行研究；他還將計數器集中排列為「望遠鏡」，然後連接在符合電路上，由此在不同的方向上檢測宇宙射線的通量。
不久之後，斯特裡特將他在電子方面的技能應用於一個重要的問題。羅西在1930年觀測到，若入射的宇宙射線粒子主要形成了一種軌跡，則地球磁場將導致來自東方和西方的通量間的不對稱。[6]若計數器顯示出了不對稱現象，則密立根的光子假說將被排除；根據東方或西方的通量是否不等，羅西的「東西效應」甚至將初始宇宙射線的軌跡確定了下來。
由於東西效應可以確定宇宙射線的軌跡，且驗證過程並不昂貴，羅西投入到了對它的試驗中。1933年，三個研究小組首先觀測到了東西方通量之間的不一致，它們分別是：托馬斯·約翰遜小組、路易斯·阿爾瓦雷斯和康普頓小組以及羅西本人。[7]令眾人驚訝的是入射粒子呈正電性。當年年末，斯特裡特對這些結果進行了確認，他堅定地相信初始粒子是帶電粒子而非密立根所認為的光子。[8]
1933年秋，斯特裡特來到哈佛大學，他有充分的理由相信符合電路與蓋革計數管擁有收集大量數據的靈活性和能力。它們——而非雲室或電離室——貌似才是宇宙射線研究的適當工具。[9]通過由計數器得到的簇射測量值，他還瞭解到非電離輻射會產生次級電離輻射。在哈佛，斯特裡特先後同兩個人一起重複了計數器實驗，一個是他在哈佛的學生愛德華·C.史蒂芬孫（Edward C.Stevenson），另一個是麻省理工學院的學生小路易斯·富塞爾（Lewis Fussell，Jr）。哈佛的研究小組改進了斯特裡特的裝置，對計數器進行了絕對校準。他們使用這些儀器重現了羅西的計數器實驗結果，即便將計數器用幾十厘米厚的鉛板相互隔開，各個計數器之間仍然顯示出了一致性。
因此，當1934年安德森、密立根、尼德美爾和皮克林在論文中對羅西的主張進行抨擊，並稱該一致性結果是由單個粒子的經過引起時，斯特裡特的研究也牽涉其中。斯特裡特還記得密立根是如何對「任何物質均無法穿透這樣厚度的物質」的信念緊抓不放的。若承認粒子可以穿透這樣的厚度，則將與他的初誕生理論相矛盾。「所以我們認為我們最好學習一下如何進行雲室實驗。」[10]斯特裡特這樣回想道。
雲室的建造並不容易，但是建造完成時數項重要的技術創新使得其應用大大簡化了。雲室一般包含一種氣體和一種蒸汽，在最簡單的情況下是空氣和水蒸氣。當帶電粒子穿過雲室時，粒子運動軌跡上的原子發生電離。若雲室的容積迅速增大，則溫度下降、蒸汽呈現過飽和狀態；然後蒸汽首先凝結於離子周圍，產生微滴的可見軌跡。在1932年之前，所有的雲室使用者們擴張雲室容積的時間是隨機的，物理學家沖印照片時就好似漁夫檢查網中之魚。
通過廣撒網捕獲到的有驚喜成果，也有漂浮的碎片。1932年，熟諳雲室技術的布萊克特同精通計數器技術的奧基亞利尼（Occhialini）合作，共同研究出了一種雲室，可以根據數個計數器的指令進行擴張。[11]通過這一方法，他們有效地將有趣的事件變為「照片本身」，大大地增加了可用照片的數量。斯特裡特和史蒂芬孫自然地採用了混合型裝置，將大型木製雲室夾在兩台由符合電路串聯起來的計數器之間。在1934和1935年間，通過這一改進裝置他們最終得出結論，單個帶電粒子可以穿過至少45厘米的鉛板，由此有力地證明了他們自己的和羅西的研究工作。他們總結稱：「該設備顯示的一致情況中至少有90%是由穿過裝置的單個電子直接引起的。」[12]
為了在安德森、密立根、尼德美爾和皮克林等四人面前捍衛自己的實驗，斯特裡特和他的同事們進行了反擊。首先，斯特裡特同他的研究生理查德.H.伍德沃（Richard H.Woodward）辯稱，厚鉛板並不一定會使簇射增加。[13]人們知道，對於小塊鉛片來說，簇射會隨著鉛的厚度增加而增強。憑借這一事實，某些科學家進行了錯誤的總結：簇射粒子本身的最大穿透深度在1.5厘米左右。斯特裡特和伍德沃第一次注意到了簇射粒子的特性，而非僅僅是簇射整體的明顯特性。他們發現，單個簇射粒子的吸收只是呈指數型，雖然整體簇射可以穿透的深度相對較深，但典型的簇射粒子僅能穿透幾毫米的深度。在這一角度的批評面前，密立根等四人很難反駁，這是因為他們所用的雲室無法同1厘米以上厚度的鉛板相兼容。但是他們還是使用已有的設備對「厚板」進行了舉一反三。與此相反的是，計數器實驗組已經習慣於使用幾十厘米厚的吸收器。
但是，為了給密立根等四人的解釋以致命一擊，斯特裡特的小組不得不使用了雲室。這是因為密立根等人已使計數器物理學本身的正確性蒙羞。只有一種明顯的證據能夠具有說服力：確實有粒子通過了「所有的鉛板」。斯特裡特和他的同事們建造了一台裝置，完全徹底地兼具這些部件：
計數器/45厘米厚鉛板/計數器/雲室/計數器，
其中，當三組計數器測量到一致結果時，雲室會拍攝照片。如果沒有雲室的存在，這一裝置仍將只是之前計數器物理學家對穿透粒子進行的貝特-科赫斯特法論證。但是，具有了雲室之後，照片可以顯示出一個或多個實體穿透厚板後再出現時的狀況。90%的一致性是由單個軌跡引起的。[14]
憑藉著密立根的品格和職位，安德森會加入到這個四人小組中也是很正常的。加入之後預期的推斷變成了可預測的結果：深穿透帶電粒子的觀點同密立根的光子能帶理論假說相矛盾，因此密立根不可能認可該觀點。但是不久之後，安德森放棄了對初始光子理論不計代價的維護。他的疑問變成了：「這些穿透粒子若不是簇射又是什麼呢？」
斯特裡特認為穿透粒子是電子，因此他繼續對簇射粒子的本質特性進行探究。1936年1月，他和史蒂芬孫得出了結論；兩人自宇宙射線中隨機抽取「電子」，將其產生簇射的概率同「簇射電子」（他們認為這是另一種物體）產生簇射的概率進行了對比。前者僅僅是千分之二，而後者將近25%。[15]
安德森和尼德美爾也對「隨機選擇」的電子進行了測量。因此，到了1936年他們兩人和羅西、史蒂芬孫、斯特裡特一樣，也知道了貝特-海特勒理論描述的電子是無法同實驗情況相符的。此時兩人已經取消了所有的限制條件，這樣寫道：「很明顯，或者吸收理論在1000兆電子伏特以上的能量面前會失效，或者這些高能粒子根本不是電子。」[16]在書信中安德森再次向海特勒保證它們肯定是電子：「正如我們所瞭解的那樣，高能粒子必然較理論所容許的程度具有更強的穿透力；鑒於所有的證據均顯示它們不可能具有質子質量，很顯然該理論在400兆電子伏特之上的某個能量值處開始失效。」[17]
註釋
[1] Anderson，「Early Work，」Am.J.Phys.29（1961）：828.
[2] Street，interview，October 1979；Rossi，interview，5 September 1980.
[3] Blackett，Cosmic Rays，Halley Lecture（1936），23.
[4] Cassidy，「Showers，」Hist.Stud.Phys.Sci.12（1981）：1-39.
[5] Street，interview，October 1979；Street and Beams，「Electrical Discharges，」Phys.Rev.38（1931）：416-426.
[6] Rossi，「Magnetic Deflection，」Phys.Rev.36（1930）：606.
[7] Johnson，「Azimuthal Asymmetry，」Phys.Rev.43（1933）：834-835.Alvarez and Compton，「Positively Charged，」Phys.Rev.43（1933）：835-836.Rossi，「Directional Measurements，」Phys.Rev.45（1934）：212-214.
[8] Street，interview，October 1979.
[9] Street，interview，October 1979.
[10] Street，interview，October 1979.
[11] Blackett and Occhialini，「Photography，」Nature 130（1932）：363.
[12] Stevenson and Street，「Nature，」Phys.Rev.47（1935）：643.
[13] Street and Woodward，「Production and Absorption，」Phys.Rev.47（1935）：800.
[14] Street，Woodward，and Stevenson，「Absorption，」Phys.Rev.47（1935）：891-895.
[15] Stevenson and Street，「Selected Showers，」Phys.Rev.49（1936）：427.
[16] Anderson and Neddermeyer，「Cloud Chamber，」Phys.Rev.50（1936）：263-271.
[17] Anderson to Heitler，21 May 1936，BC，box 3.