1922年，美国科学家密立根（Robert Andrews Millikan，1868-1953）（左图）和玻恩（I.S.Bowen）将这些实验拿到55000英尺的高空去做，为了解决这种辐射的来源，他们先是在高山顶上测量，后来又把装有验电器和电离器的不载人的气球升到高空来测量大气的电离作用。

1925年夏，密立根和助手们在加利福尼亚州群山中的Muir湖和Arrowhead湖的深处做实验，试图通过测量电离度与湖深的变化关系来确定宇宙射线的来源，之所以选择这两个湖，是因为它们都是由雪水作为水源，可以避免放射性污染；而且，这两个湖相距较远，高度相差6.675英尺，这样可以避免相互干扰和便于比较。

1925年11月9日，国家科学院在威斯康星州的Madison召开会议，密立根报告了测量的结果，他的结果表明，这些射线不是起源于地球或低层大气，而是从宇宙射来的，密立根同意当时大多数人的观点，认为宇宙射线是一种高频电磁辐射，其频率远高于X射线，是后者平均频率的1000倍。他认为，这种射线的穿透力既然比最硬的γ射线还强许多，当然不会由带电粒子组成。如果假定宇宙射线真是像阴极射线那样的带电粒子流，那它能穿透相当于6英尺厚度铅块的穿透力，将使这些粒子具有当时难以想像的高能量。如果假定宇宙射线由光子（即电磁辐射的量子）组成，那么宇宙射线辐射到地球时，其飞行路线将不受地磁的影响；相反，如果宇宙射线是由带电粒子组成，则它将肯定受到地磁场的影响，飞到高纬度地区的宇宙射线带电粒子将多于低纬度的地区，即有“纬度效应”(latitude effect)，而密立根的测量结果表明，宇宙射线来自四面八方，不受太阳和银河系的影响，也不受大气层或地磁纬度的影响。

1927年，斯科别利兹（Dimitr Skobelzyn）利用云雾室摄得宇宙射线痕迹的照片，根据径迹在云雾室里的微小偏转，第一次确认了宇宙线粒子径迹（右图）。

1927-1929年，荷兰物理学家克莱(J.Clay,1882-1955)在从荷兰到印度尼西亚爪哇岛的旅行中，发现了纬度效应的踪迹——靠近赤道处宇宙射线强度比较低。

博思（Walther Bothe，1891-1957）（左图）提出的符合计数法是在盖革计数器的基础上发展起来的，他所做的革新是利用两个计数管，使得只有电离碰撞在两个计数管中同时发生时，这两个计数管才会计数。他利用符合法来判断能量和动量守恒定律对光子和电子的每一次碰撞是否都有效，或者说这些定律是否是作为一种统计平均才成立。为了利用计数器研究被散射的α粒子和反冲电子之间是否符合，他与盖革考察了单个的康普顿散射，得到的结论是：能量和动量守恒定律对光子和电子之间的每一次碰撞都是有效的。从此，符合法在宇宙线的研究中得到了广泛应用。1930年前后，宇宙线领域里的一些重要发现几乎都和符合法分不开。符合法的发明也为核物理、α射线和超声波等方面的研究提供了有效工具。博思与玻恩共同分享了1954年度诺贝尔物理学奖。