美國(guó)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(jiǎng)。他的主要興趣是核物理研究，他預(yù)見核能會(huì)給人類帶來(lái)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(jì)劃在1932年對(duì)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(cè)量，康普頓組織了6個(gè)遠(yuǎn)征隊(duì)，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(cè)量，以便對(duì)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(guó)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(gè)遠(yuǎn)征隊(duì)。

　　1932年3月18日，康普頓開始了行程5萬(wàn)余英里，遍歷五大洲，跨越赤道5次的遠(yuǎn)征，遠(yuǎn)征開始時(shí)，康普頓傾向于接受密立根的（光子的）假說，在廣泛測(cè)量之后，他的觀點(diǎn)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(chǎng)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(gè)觀測(cè)站測(cè)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(gè)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(cè)。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(dòng)記錄驗(yàn)電器。空軍的負(fù)責(zé)人同意密立根使用轟炸機(jī)，可將測(cè)量?jī)x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(cè)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(cè)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(guó)物理學(xué)會(huì)在新澤西州大西洋城（Atlantic City）召開會(huì)議，密立根和康普頓這兩位諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者就宇宙射線的本質(zhì)進(jìn)行了激烈的爭(zhēng)論?？灯疹D在會(huì)議上報(bào)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(diǎn)的三種實(shí)驗(yàn)。密立根在大西洋會(huì)議上宣讀了內(nèi)赫跨越赤道航行的測(cè)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(shí)驗(yàn)為證，無(wú)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(diǎn)。

　　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(xiǎn)者2號(hào)”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)。