Kozmik ışın, uzaydan geçen yüksek hızlı bir parçacık - ya bir atom çekirdeği ya da bir elektron. Bu parçacıkların çoğu Samanyolu Gökadası içindeki kaynaklardan gelir ve galaktik kozmik ışınlar (GCR) olarak bilinir. Kozmik ışınların geri kalanı ya Güneş'ten ya da neredeyse en yüksek enerjiye sahip parçacıklarda Samanyolu Gökadası'ndan kaynaklanır.
Dünyaya Geliş
Kozmik ışın parçacıkları doğrudan Dünya yüzeyinde gözlenmez. Bunun nedeni, kozmik ışın “primerleri” - yani Dünya atmosferinin dış kenarına gelen parçacıkların - atmosferik çekirdeklerle çarpışması ve “ikincillere” yol açmasıdır. Bazı sekonderler, nötronlar dahil olmak üzere çarpışan çekirdeklerin parçalarıdır ve diğerleri, çarpışmaların enerjisinden oluşturulan kısa ömürlü parçacıklardır. İkincil çekirdeklerin yakında kendi çarpışmaları olur. Deniz seviyesinde görülen sekonderlerdir (nötronlar ve müon gibi kısa ömürlü parçacıklar). Primerler, yüksek irtifa balonları veya uzay aracı kullanılarak incelenmelidir.
GCR'ler arasında, farklı çekirdeklerin ve elektronların nispi bollukları enerjiye göre değişir. Nükleon başına yaklaşık 1 GeV'nin (gigaelektron volt veya nükleon başına bir milyar elektron volt) üstünde, oranlar yaklaşık yüzde 85 proton (hidrojen atomu çekirdeği) olup, yaklaşık yüzde 13'ü alfa parçacıklarından (helyum çekirdekleri) oluşur. (1 GeV'lik bir enerji, ışık hızının yaklaşık yüzde 87'sinden daha yüksek hızlara karşılık gelir.) Kalan yüzde 2, daha ağır atomların elektronları ve çekirdekleridir. Nükleon başına birkaç yüz MeV enerjide (megaelektron volt veya nükleon başına bir milyon elektron volt), karşılık gelen rakamlar yaklaşık yüzde 90, 9 ve 1'dir.
Dünya yakınında tespit edilen GCR'lerin çoğunun, nükleon başına yaklaşık 1 GeV'den fazla kinetik enerjileri vardır. Bu primerlerin atmosferin en üst katmanındaki sabit akısı, saniyede metrekare başına yaklaşık 1.500 parçacıktır. Taneciklerinin sayısı, 10 birkaç kez olarak artan enerji, ancak en yüksek olarak enerjiler ile tek tek parçacıklar ile hızla düşer 20 eV tespit edilmiştir. (Bu enerji saatte 160 km [100 mil] atılmış bir beyzbol topu ile karşılaştırılabilir.)
En düşük enerjili kozmik ışın primerlerinin yörüngeleri Dünya'nın manyetik alanından güçlü bir şekilde etkilenir. Sonuç olarak, nükleon başına yaklaşık 1 GeV altındaki enerjilerde, her bir jeomanyetik enlemde, altında birincil GCR'lerin tespit edilmediği bir kesme enerjisi vardır. Bu düşük enerjili parçacıkların akısı güneş aktivitesinden etkilenir ve Dünya'ya ulaşan kozmik radyasyon miktarı 11 yıllık güneş döngüsü boyunca güneş lekelerinin sayısı ile ters orantılıdır. Bu ters korelasyon Forbush etkisi olarak adlandırılır ve maksimum güneş aktivitesinde, daha güçlü manyetik alanlar güneş rüzgarı tarafından gezegenler arası uzaya taşındığı ve bu alanların kozmik ışınları engellediği için oluşur.
