A principios del siglo 20, tras el descubrimiento por Becquerel de la radiactividad, se dieron cuenta de que había una radiación natural que producía ionización. Al principio pensaron que se trataba de emanaciones terrestres y un tal Wulf midió en 1911 esta ionización ambiental en la torre Eiffel a diferentes alturas con su electroscopio, sin obtener nada concluyente (parecía que disminuía ligeramente con la altura). A finales de ese mismo año, el físico austriaco Victor Hess con cámaras de ionización de Wulf hizo medidas entre alturas de 200 m y 10000 m , mediante viajes en globo, obteniendo resultados similares a Wulf. Como no quedó contento con los resultados, se hizo otros cuantos viajes en globo sobre Europa (en total siete viajes) , llegando hasta los 5200 m, obteniendo que la ionización hasta los 1000 m no variaba apenas, pero a partir de los 1500 m aumentaba progresivamente, prácticamente duplicándose a los 3500 m.
Tras estos resultados, su conclusión fué que la ionización ambiental no se debía a emanaciones radiactivas, sino a una radiación que incidía en la atmósfera desde arriba, de un poder de penetración mayor que los rayos gamma y que no procedía del sol, puesto que sus medidas nocturnas mostraban el mismo resultado que las diurnas. (¿Os imagináis a un señor cruzando Centro Europa en globo con su linternita y su espectroscopio midiendo en plena noche?.) Así pues, fué el primero que descubrió los "rayos cósmicos" (aunque el nombre no se lo puso él, sino Millikan).
Emulando su hazaña, otro aleman (Kolhorster), entre 1913 y 1914, viajando en globo en también, midió esta ionización subiendo hasta ¡¡¡9000 metros!!!!, obteniendo ya una relación lineal entre la ionización y la altura entre los 6000 y 9000m. (Y que luego digan que la Fisica no es una profesión de riesgo).
El contrapunto conservador en la época lo puso el famoso Millikan, que empleando electroscopios especiales, estudió la intensidad de la radiación con la altura (globos) y con la profundidad en lagos y
obtuvo un coeficiente de atenuación muy diferente a Hess y Kolhorter, con lo cual afirmó que Hess no había descubierto los "rayos cósmicos" (utilizando por primera vez esta denominación). La controversia quedó
ahí, hasta que un ruso (Skoveltzin), en 1929, mediante una cámara de niebla (Wilson, 1911) vió unas trazas muy poco curvadas en presencia de un campo mágnético de algo que parecía tener una Energía mayor que
15 Mev y que este físico explicó como electrones secundarios producidos por la “Hess ultra-‐γ radiation” .
Bethe y Kolhoster, en 1929, utilizando el método de coincidencias, mediante dos tubos geiger separados por una lámina de oro, concluyen que esta radiación ambiental está formada por partículas cargadas muy
penetrantes.
En 1932, Andreson descubre el positrón (en una cámara de niebla con una lámina de plomo en medio y viendo que la partíicula en presencia del campo magnético se desvía en sentido contrario al electron) .
Mientras tanto, Millikan erre que erre que no eran partículas cargadas sino fotones, fuertemente enfrentado a Compton que defendía que eran partículas cargadas. La polémica con Compton fue tal que
hasta la recogió el New York Times el 31 de diciembre de 1932.
Compton, en coherencia con su tesis, pensaba que estas partículas cargadas al incidir sobre la tierra, se comportarían de diferente forma en función de la latitud magnética, debido al campo magnético terrestre, no desviándose apenas en los polos y con desviación máxima en el ecuador. Y para que luego digan de los físicos, entre 1927 y 1933 se embarcó en un barco y se dedicó a medir el efecto de la latitud magnética por todo el mundo , obteniendo los resultados esperados. Concluyó así, en 1933, que los rayos cósmicos estaban formados por partículas cargadas. Posteriormente, en 1934, demostró (en colaboración con otros) la asimetría Este Oeste que indicaba que en el ecuador magnético la radiación cósmica llega con una frecuencia ligeramente superior desde el Oeste. Conclusión: la radiación cósmica mayoritariamente es cargada y positiva.
En 1935 el f. teórico Yukawa propone la existencia de una partícula m ≈ 200 me para explicar las fuerzas nucleares de corto alcance. Y en 1937, de nuevo Andersen, con su doctorando Nedermeyer, descubren una partícula con una masa entre el protón y el electron (que era realmente el muón), aunque no sabían si sería la partícula predicha por Yukawa (que llamaron mesotrón) , porque la masa que lograron medir era 130 veces la masa del electrón..
Finalmente, para ya no aburriros más, durante los año 40, concretamente en 1947, el grupo de Bristol observó la desintegración del pión (+) y demostraron que las partículas cargadas de gran poder de penetración en litigio no son otras que los muones, que aparecen en la desintegración del pión (que es el mesón o mesotron predicho por Yukawa ).
(Un pión(+) se desintegra en un muón (+) y un neutrino)
