Kosmičko zračenje
Kosmičko zračenje je emisija visokoenergetskih protona i atomskih jezgara koji se kreću kroz svemir gotovo brzinom svjetlosti. Potiču od Sunca, izvan Sunčevog sistema u njegovoj , udaljenim galaksijama. Otkrio ih je Victor Hess 1912., u eksperimentima s balonima. Direktno mjerenje kosmičkih zraka, posebno pri nižim energijama, postalo je moguće od lansiranja prvih satelita, krajem 1950-ih. Detektori čestica, slični onima koji se koriste u nuklearnoj i fizici visokih energija, koriste se na satelitima i svemirskim sondama za istraživanje kosmičkih zraka. Nakon udara sa Zemljinu atmosferu, kosmički zraci mogu proizvesti pljuskovi sekundarnih čestica koji ponekad dođu do površine. Podaci iz Fermi svemirskog teleskopa (2013) protumačeni su kao dokaz da značajan dio primarnih kosmičkih zraka potiče od eksplozija zvijezda supernova.Aktivna galaktička jezgra također proizvode kosmičke zrake, na osnovu zapažanja neutrino i gama-zraka iz blazara TXS 0506 + 056 u 2018. Izrazito brzi razvoj tehnike i instrumenata nakon Drugog svjetskog rata (usavršeni detektori, radio teleskopi, baloni i sateliti, elektronski uređaji) omogućio je daljnje istraživanje kosmičkog zračenja. Pritom su se prvenstveno proučavali uvjeti stvaranja primarnog zračenja tako visoke energije i visokoenergetski subatomski procesi, od kojih su mnogi prvi put opaženi upravo kod kosmičkog zračenja. Međutim, podrijetlo kosmičkog zračenja nije do danas potpuno razjašnjeno. Kosmičko zračenje može biti primarno i sekundarno. Primarno zračenje, koje dolazi iz svemira do Zemljine atmosfere, sastoji se od atomskih jezgara. Većinu (oko 90%) čine protoni, zatim (oko 10%) helijeva jezgra, a tek neznatan dio ostala lahkea atomska jezgra elemenata do, uključivo, gvožđa. Energija primarnog zračenja doseže i do 1018 eV. Sekundarno kosmičko zračenje nastaje sudarom primarnog zračenja s jezgrima koja se nalaze u atmosferi. Takvim sudarima stvaraju se mezoni, hiperoni i različite nuklearne čestice, pa i radioizotopi elemenata, naprimjer ugljikov radioizotop 14C, nastao od dušika14N. Nabijeni π-mezoni pretvaraju se u stabilnije μ-mezone, koji čine glavninu sekundarnog zračenja na Zemljinoj površini. Neutralni π-mezoni pretvaraju se u γ-zrake, koje mogu dalje proizvesti parove elektron–pozitron, a ovi opet stvaraju nove visokoenergetske fotone, koji su izvor daljnjih parova elektron-pozitron. Tako nastaju kaskadne reakcije, koje su izvor takozvanih pljuskova kosmičkih zraka, koje je prvi opisao talijanski fizičar Bruno Rossi.