Kozmični žarek, delec visoke hitrosti - bodisi atomsko jedro ali elektron -, ki potuje skozi vesolje. Večina teh delcev prihaja iz virov v Galaksiji Mlečni pot in jih poznamo kot galaktične kozmične žarke (GCR). Preostali kozmični žarki izvirajo bodisi od Sonca bodisi skoraj zagotovo v primeru delcev z najvišjimi energijami izven Galaksije Mlečne poti.
Prihod na Zemljo
Delcev kozmičnih žarkov na površini Zemlje ne opazimo neposredno. To je zato, ker "primarne snovi" kozmičnega žarka - delci, ki prispejo na zunanji rob Zemljine atmosfere - trčijo v atmosferska jedra in povzročajo "sekundarnosti". Nekateri sekundarni deli so drobci trkajočih jeder, vključno z nevtroni, drugi pa so kratkotrajni delci, ustvarjeni iz energije trkov. Sekundarna jedra imajo kmalu lastne trke. Na morskem nivoju so sekundarne snovi (nevtroni in kratkotrajni delci, kot so mioni). Primarne snovi je treba preučevati z uporabo visokih balonov ali vesoljskih plovil.
Med GCR-ji se relativna številčnost različnih jeder in elektronov razlikuje glede na energijo. Nad približno 1 GeV na nukleon (gigaelektronski volti ali milijarda elektron voltov na nukleon) so deleži približno 85 odstotkov protonov (jedra vodikovih atomov), približno 13 odstotkov pa je sestavljenih iz alfa delcev (helijevih jeder). (Energija 1 GeV ustreza hitrosti, večji od približno 87 odstotkov hitrosti svetlobe.) Preostala 2 odstotka predstavljajo elektroni in jedra težjih atomov. Pri energijah nekaj sto MeV na nukleon (megaelektronski volti ali milijon elektron voltov na nukleon) so ustrezne številke približno 90, 9 in 1 odstotek.
Večina GCR-jev, odkritih v bližini Zemlje, ima kinetično energijo, ki presega približno 1 GeV na nukleon. Enakomerni pretok teh primarnih snovi v zgornjem sloju atmosfere je okrog 1.500 delcev na kvadratni meter na sekundo. Število delcev hitro narašča z naraščajočo energijo, vendar so odkrili posamezne delce z energijo, ki je več kot 10 20 eV. (Ta energija je primerljiva z energijo baseballa, vrženega s 160 km [100 milj] na uro.)
Na magnetno polje Zemlje močno vplivajo usmeritve primarnih serij z najnižjo energijsko kozmotsko vrednostjo. Posledično je pri energijah pod približno 1 GeV na nukleon na vsaki geomagnetni širini energija preseka, pod katero primarni GCR niso zaznani. Na tok teh nizkoenergijskih delcev vpliva sončna aktivnost, količina kozmičnega sevanja, ki doseže Zemljo, pa je obratno povezana s številom sončnih pik skozi 11-letni sončni cikel. Ta obratna korelacija se imenuje Forbush-ov učinek in nastane, ker pri največji sončni aktivnosti močnejša magnetna polja v medplanetarni prostor izvaja sončni veter, ta polja pa blokirajo kozmične žarke.
