Unablässig prasselt eine hochenergetische Strahlung aus den fernen Weiten des Alls auf die Erdatmosphäre. Überwiegend besteht sie aus den positiv geladenen Kernen von Wasserstoff und Helium, also aus Protonen und Alphateilchen. Kerne schwererer Elemente haben einen deutlich geringeren Anteil, ebenso wie Gammaquanten, die eigentlich elektromagnetische Wellen sind, die sich aber wegen ihrer sehr kurzen Wellenlänge in praktisch allen Reaktionen wie Teilchen benehmen. Hoch oben in der Atmosphäre – in Höhen von rund 20 Kilometern – löst diese primäre kosmische Strahlung durch Kollisionen mit den Molekülen der Luft Schauer von sekundären Teilchen aus, die sich weiter nach unten in der Atmosphäre ausbreiten und zum Teil die Erdoberfläche erreichen.

Manche der eindringenden kosmischen Partikel haben unerklärlich hohe Energien, die vieltausendfach höher sind als diejenigen, die mit irdischen Teilchenbeschleunigern erzeugt werden können. Im Extremfall erreicht ein einziges subatomares Teilchen eine Bewegungsenergie, die der Geschwindigkeit eines wuchtig geschlagenen Tennisballs entspricht.

Wie gelingt es der Natur, Teilchen auf derart hohe Energien zu beschleunigen? Von welchen Quellen im Universum stammen diese Geschosse? Diese Fragen gehörten seit der Entdeckung der kosmischen Strahlung vor rund 100 Jahren zu den großen Rätseln der Astronomie. Neue Beobachtungsbefunde bringen nun erste Antworten ...