在高能加速器未出现之前，人们只能靠自然来源对粒子进行研究，宇宙射线就是理想的观测对象，许多新粒子都是首先在宇宙射线中发现的。因
此，宇宙射线的研究在物理学中起过重要作用。奥地利人赫斯（Victor Francis
Hess，1883.06.24-1964.12.17）曾发现，在海拔12000英尺内大气的电离作用随着高度增高而增强，他据此推断存在“天外超级辐
射”，但多数物理学家认为此现象是由地面原因造成的。
1922年美国物理学家密立根（Robert Andrews
Millikan，1868.03.22-1953.12.19）着手研究这种辐射。他先进行了两项实验收集数据：将探测气球发送到15千米的高空，在派
克峰顶安置铅屏蔽的验电器，但收获不大。他又在相隔数英里，高度相差6675英尺的两湖（缪尔湖和箭头湖）分别用验电器进行测量，发现箭头湖中任何深度的
电离强度都等于缪尔湖再加6英尺深处的电离强度。两湖表面高度差间的大气层的吸收能力等于6英尺水的吸收能力。这证明了辐射的确来自宇宙。
1925
年11月9日，密立根向美国科学院报告了这项发现，把此辐射命名为“宇宙射线”。在远离大气层顶以下的水中尚能检测到宇宙射线，可见其能量巨大。于是密立
根假设它由不带电的光子组成，基于此提出宇宙射线来源理论，认为在宇宙中，当4个氢原子聚合成1个氦原子；16个氢原子聚合成1个氧原子；28个氢原子聚
变成1个硅原子时，生成光子，产生宇宙射线。他称宇宙射线为原子“诞生时的哭叫声”。后来康普顿证实宇宙射线是由带电粒子组成的。尽管密立根对宇宙射线的
解释是错误的，但他的工作为后来的研究提供了大量有价值的实验数据，发现了宇宙射线纬度效应的大小与经度有关，并且直接促成了正电子的发现。由此可见，密
立根在宇宙射线的研究上的确功不可没，首开先河。
1923年密立根获得诺贝尔物理学奖，主要原因是他在1910-1917年曾以油滴实验精确地测得出基本电荷的电荷量e的值，从而确定了电荷的不连续性。1916年他还验证了爱因斯坦的光电效应公式是正确的，并测定了普朗克常数。
