美國物理學(xué)家康普頓（Arthur Holy Compton，1892～1962）（右圖）因發(fā)現(xiàn)康普頓效應(yīng)（也稱“康普頓散射”）于1927年獲諾貝爾物理學(xué)獎。他的主要興趣是核物理研究，他預(yù)見核能會給人類帶來巨大的利益，為了充分利用核能，康普頓決定先研究宇宙射線，計劃在1932年對地磁緯度不同和高海拔的地方，進(jìn)行宇宙射線強(qiáng)度等方面的測量，康普頓組織了6個遠(yuǎn)征隊，到世界各地的高山、赤道附近低緯度區(qū)等進(jìn)行了廣泛測量，以便對初始的宇宙射線到底是光子還是帶電粒子作出合理的判斷，康普頓本人主持了美國中西部的落磯山脈以及歐洲南部的阿爾卑斯山脈、澳大利亞、新西蘭、秘魯和加拿大等地的兩個遠(yuǎn)征隊。

　　1932年3月18日，康普頓開始了行程5萬余英里，遍歷五大洲，跨越赤道5次的遠(yuǎn)征，遠(yuǎn)征開始時，康普頓傾向于接受密立根的（光子的）假說，在廣泛測量之后，他的觀點有了根本性的變化，他斷定：海平面的宇宙射線強(qiáng)度可以相當(dāng)滿意地表示為只是地磁場傾角的函數(shù)；宇宙射線的強(qiáng)度隨高度連續(xù)地增大，密立根所斷言的在9000米處有最大值并不存在。9月份以后，康普頓陸續(xù)收到60多位科學(xué)家在分布范圍極廣的69個觀測站測量到的數(shù)據(jù)，反映了緯度從北78°到南46°、經(jīng)度從東175°到西173°這個地理經(jīng)緯度的范圍內(nèi)，宇宙射線強(qiáng)度的分布情形，康普頓宣布宇宙線存在緯度效應(yīng)，并認(rèn)為宇宙射線是帶電的高能粒子。

　　密立根在1932年也進(jìn)行了范圍較廣泛的觀測。加利福尼亞理工學(xué)院一位年青物理學(xué)家內(nèi)赫（H.V.Neher）發(fā)明了一種高靈敏度的自動記錄驗電器?？哲姷呢?fù)責(zé)人同意密立根使用轟炸機(jī)，可將測量儀器帶到8000多米高空。9月底，密立根在氣象署的幫助下利用氣球到平流層作了測量。如果宇宙射線真是帶電粒子流，密立根應(yīng)當(dāng)有條件得到康普頓相同的結(jié)論的，但他們由觀測所得到的結(jié)論卻完全不同（左圖為密立根發(fā)表的文章）。

　　1932年12月底，美國物理學(xué)會在新澤西州大西洋城（Atlantic City）召開會議，密立根和康普頓這兩位諾貝爾物理獎獲得者就宇宙射線的本質(zhì)進(jìn)行了激烈的爭論?？灯疹D在會議上報告：不同緯度處宇宙射線強(qiáng)度有明顯不同，說明初始宇宙射線有帶電粒子的特征，并提出了支持這種觀點的三種實驗。密立根在大西洋會議上宣讀了內(nèi)赫跨越赤道航行的測量結(jié)果，沒有發(fā)現(xiàn)緯度效應(yīng)。由于雙方都宣稱自己有實驗為證，無法統(tǒng)一思想，但大多數(shù)物理學(xué)家已經(jīng)開始轉(zhuǎn)向承認(rèn)康普頓的觀點。

　　1935年11月11日，由兩名勇敢的駕駛員（Albert W. Stevens 和 Orvil A. Anderson）駕駛“探險者2號”氦氣球（體積為113000立方英尺）上升到官方記錄的22066米的高空，收集了大氣、宇宙線和其他數(shù)據(jù)。