霧箱はもともと気象観測用に考案されましたが、粒子検出器として改良されることで物理学の強力な目となりました。ブラックettはコイル状の電磁石や高速シャッター、同期撮影装置を組み込み、宇宙線や原子核反応の飛跡を鮮明に記録できるようにしました。彼の写真は、電子・陽電子対の発生などディラック理論の実証に直接つながり、当時最大の謎であった反物質の存在を決定的に示しました。さらに宇宙線が高エネルギー粒子の天然加速器として働いていることを人々に印象づけ、後の加速器開発の動機にもなりました。この技術は素粒子の研究方法を塗り替え、戦後の核物理や宇宙物理の発展に大きな影響を与えました。今日の検出器はより複雑ですが、基本的な“飛跡を可視化する”発想は霧箱から受け継がれています。

ブラックettは高電圧コッククロフト発振器で駆動される電磁石を霧箱に併設し、荷電粒子の曲率から運動量と電荷符号を同時に測定するシステムを完成させました。さらにガイガー＝ミュラー計数管を用いたコインシデンス回路で粒子飛来をトリガーとして箱内を過飽和状態にし、通過直後の飛跡だけを鮮明に写す「カウンター制御式霧箱」を開発しました。この装置により、宇宙線中の陽電子、陽子崩壊片、核破砕事象など多彩な現象が定量的に解析され、原子核壊変過程の写真データベースが構築されました。ブラックett自身は陽電子電子対生成写真をもとに対生成断面積を求め、ディラック方程式が示す対称性と実験結果の一致を報告しています。彼の改善点は後のバブルチェンバーやワイヤーチャンバーの設計思想に継承され、検出器工学の礎を築きました。雲室研究はまた、天体起源の高エネルギー粒子が地上で起こす二次シャワーの研究にも応用され、宇宙線物理の量的解析を可能にしました。

ブラックettはウィルソン型雲室に対して、GMカウンター二重コインシデンスによる自動膨張、100 µs級のラグを持つ高速圧力弁、並びに0.8 T級対向電磁石を実装し、1トリガーあたり最大8コマの多重露光を可能にした。これにより、核反跳片の角度分布とエネルギースペクトルが統計的に処理でき、He4(γ,p)Tなどの光核反応断面積が霧箱写真から初めて決定された。また、e⁺e⁻対生成事象のデータに対し磁場曲率半径からβγ分布を再構築し、コンプトン波長スケールでの量子電磁力学の妥当性を検証した。ブラックettの装置は極大気シャワー研究にも転用され、アンスカレーター法による多層霧箱配置で一次核子数を同定する解析へと発展している。手法的にはイベント選別のための計数管トリガー／光学読み出しというハイブリッド検出概念を確立し、現代のチェレンコフ望遠鏡トリガー技術の祖型となった。さらに彼の統計処理手法は現在の粒子物理における頻度主義的データ解析の原型の一つと見なされる。