Elektr tokining havo orqali sirqib isrof bo’lishi elektr uzatish liniyasi loyihachilari uchun muammo bo’lishidan ancha ilgariyoq ba’zi fiziklar havoning elektr o’tkazuvchanligidek tushunarsiz jumboq bilan qiziqib qoldilar. Oldiniga nomukammal asboblar - yaproqli elektroskoplar, keyinchalik ancha mukammal tolali elektrometrlar nuqul dastlabki zaryadlarini yo’qotar edi, shu bilan birga, asbob aerostatda baland ko’tarilgan sari bu sirqish orta borardi. Avstriya olimi V. Gessning hal qiluvchi eksperimenti (1913) havo molekulalarini zaryadlangan ionlarga bo’lib yuboradigan qandaydir singuvchi nurlanish aynan kosmosdan kelishini isbotladi.

1927 yilda fizik D. V. Skobelsin magnit maydonli Vilson kamerasida (Yadro nurlanishlari detektorlari) ayrim izlarni, so’ngra magnit maydonida deyarli og’maydigan tez zaryadlangan zarralar gruppalarini sezdi. Boshqa olimlarning yangi eksperimentlari yuqori singuvchanlik xususiyatining ham, kosmik nurlar modda bilan ta’sirlashganda ularning odatdan tashqari o’zgarishlarining ham «aybdori» aynan juda yuqori (milliardlarcha elektron-volt) energiyali zaryadlangan zarralar ekanligiga shubha qoldirmadi.

Amerika olimi K. L. Anderson 1932 yilda Vilson kamerasi yordamida elektron e^- ning musbat zaryadlangan analogi - pozitron e⁺ ni (Antimodda), 1936 yilda esa 200 marta og’ir, lekin beqaror zarra myuon μni ko’rdi. Ingliz fizigi S. F. Pauell 1947 yilda o’z xodimlari bilan yadro fotoemulsiyalari yordamida myuonning asosiy «ajdodi» - massasi 274 elektron massasiga teng va o’ziga xos yemirilishlar zanjiri π→μ(+V)→e(+2•v) ga ega bo’lgan (bu yerda v^- bevosita) kuzatilmaydigan neytral zarralar zaryadlangan pion π^±ni kashf qilganidan so’ng yadro fizikasi asosiy zarralarining «assortimenti» ancha boyidi.

Mikrodunyo masshtablari bo’yicha ancha sekin (10^-6-10^-10c yemirilishli ba’zi zarralarning beqarorligini o’rganish kuchsiz o’zaro ta’sirlar nazariyasining yaratilishiga olib keldi. Bu nazariya eng singuvchan, deyarli «tutqich bermaydigan» zarra -v neytrinoning xossalarini tushuntirib berdi.

Barcha yangi zarralar xossalarining o’ziga xosligi ularning paydo bo’lish protsesslarida va keyingi o’zgarishlarida namoyon bo’ldi. Masalan, pozitronni yuqori energiyali gamma-kvant (γ^- kvant) (Gamma-nurlanish) har doim atom yadrosining kuchli elektr maydonida elektron bilan juft holda vujudga keltiradi; γ^- kvantlarning o’zi esa π⁰ pion neytral turining paydo bo’lishi va yemirilishi hisobiga vujudga keladi hamda ular yadro maydonida tormozlanganda elektronlar va pozitronlar tomonidan nurlanadi. Odatda, bu zarralarning «ajdodlari» yer atmosferasiga kosmosdan uchib keladigan va atom yadrolari bilan muttasil to’qnashishlarda har gal bir butun zaryadlangan va neytral ionlar «elpig’ich»ini paydo qiladigan protonlar hisoblanadi. Zaryadlarning bunday ko’plab paydo bo’lishi ularning kuchli o’zaro ta’sirlashishi bilan bog’liq: bu esa elektromagnit o’zaro ta’sirlashishidan taxminan 100 marta intensivroqdir.

1940-yillar oxirlariga kelib, birlamchi nurlanishning energetika spektri va tarkibi o’rganildi. Ma’lum bo’lishicha, uning oqimi energiya ortishi bilan tez (deyarli kvadrat qonuni bo’yicha) kamaysa ham, lekin hali ham ulkan (10²⁰eB tartibida) energiyagacha yoyilgan bo’ladi.

Kosmik nurlarning ajoyib singish xususiyatidan ba’zan amaliy maqsadlarda - qidirish va injenerlik geologiyasida qalin yer qatlamini, ruda jismlari va bo’shliqlarni, shuningdek, ulkan inshootlarni o’rganishda foydalaniladi.

Kosmik nurlarni o’rganishning katta ilmiy qiymati ularning birlamchi yadro tarkibini (ular umumiy tarzda Koinotdagi ximiyaviy elementlar tarkibini takrorlaydi), shuningdek ularning fazoda va vaqt davomida tarqalishini aniqlashdan iborat. Bu zarralarning kelib chiqishini aniqlashga urinish astrofiziklarni bu zarralarning kosmik jismlar - o’ta yangi yulduzlar, pulsarlar (ya’ni tez aylanuvchi neytron yulduzlar), «qora o’ralar» va h.k. atrofidagi juda kuchli va to’liq elektromagnit maydonlarda tezlashish protsesslarini bilib olishlariga olib keldi (Astrofizika). Kosmik nurlardan kelayotgan keng diapazonli elektromagnit nurlanishlar bo’yicha (radioto’lqinlardan tortib to o’ta yuqori energiyali gamma-kvantlargacha) kosmik nurlar manbalari kuzatilmoqda.