Космически лъч, високоскоростна частица - или атомно ядро, или електрон - който пътува в космоса. Повечето от тези частици идват от източници в галактиката Млечен път и са известни като галактически космически лъчи (GCRs). Останалите космически лъчи произхождат или от Слънцето, или почти сигурно в случай на частиците с най-високи енергии, извън Галактиката на Млечния път.
Пристигане на Земята
Частиците от космически лъчи не се наблюдават директно на повърхността на Земята. Това е така, защото „първичните“ космически лъчи - т.е. частиците, които пристигат във външния край на земната атмосфера - се сблъскват с атмосферни ядра и пораждат „вторични“. Някои вторични са фрагменти от сблъскващите се ядра, включително неутроните, а други са краткотрайни частици, създадени от енергията на сблъсъците. Вторичните ядра скоро имат свои собствени сблъсъци. Именно вторичните (неутрони и краткотрайни частици като мюони) се наблюдават на морско равнище. Праймерите трябва да бъдат изучавани чрез използване на балони с висока надморска височина или космически кораби.
Сред GCRs относителното изобилие на различните ядра и електрони варира в зависимост от енергията. Над около 1 GeV на нуклон (гигаелектронни волта или един милиард волта на всеки нуклон), пропорциите са около 85 процента протони (ядра на водородни атоми), като приблизително 13 процента се състоят от алфа частици (хелиеви ядра). (Енергия от 1 GeV съответства на скорости, по-големи от около 87 процента от скоростта на светлината.) Останалите 2 процента са електрони и ядра с по-тежки атоми. При енергии от няколкостотин МеВ на нуклон (мегаелектронни волта или един милион електронни волта на нуклон) съответните цифри са около 90, 9 и 1%.
Повечето от GCRs, открити в близост до Земята, имат кинетична енергия над 1 GeV на нуклон. Постоянният поток на тези праймери в най-горния слой на атмосферата е около 1500 частици на квадратен метър в секунда. Броят на частиците намалява бързо с увеличаване на енергията, но отделни частици с енергия по-висока няколко пъти 10 20 eV са открити. (Тази енергия е сравнима с тази на бейзбол, хвърлен със 160 км [100 мили] на час.)
Траекториите на най-ниско енергийните космически лъчи са силно повлияни от магнитното поле на Земята. Следователно, при енергии под около 1 GeV на нуклон, на всяка геомагнитна ширина има енергия на прекъсване, под която първичните GCR не се откриват. Потокът от тези нискоенергийни частици се влияе от слънчевата активност, а количеството космическа радиация, достигащо до Земята, е обратнопропорционално на броя на слънчевите петна през 11-годишния слънчев цикъл. Тази обратна корелация се нарича ефект на Форбуш и възниква, защото при максимална слънчева активност по-силните магнитни полета се извършват в междупланетарното пространство от слънчевия вятър и тези полета блокират космическите лъчи.
