美国物理学家康普顿（Arthur Holy Compton，1892～1962）（右图）因发现康普顿效应（也称“康普顿散射”）于1927年获诺贝尔物理学奖。他的主要兴趣是核物理研究，他预见核能会给人类带来巨大的利益，为了充分利用核能，康普顿决定先研究宇宙射线，计划在1932年对地磁纬度不同和高海拔的地方，进行宇宙射线强度等方面的测量，康普顿组织了6个远征队，到世界各地的高山、赤道附近低纬度区等进行了广泛测量，以便对初始的宇宙射线到底是光子还是带电粒子作出合理的判断，康普顿本人主持了美国中西部的落矶山脉以及欧洲南部的阿尔卑斯山脉、澳大利亚、新西兰、秘鲁和加拿大等地的两个远征队。

　　1932年3月18日，康普顿开始了行程5万余英里，遍历五大洲，跨越赤道5次的远征，远征开始时，康普顿倾向于接受密立根的（光子的）假说，在广泛测量之后，他的观点有了根本性的变化，他断定：海平面的宇宙射线强度可以相当满意地表示为只是地磁场倾角的函数；宇宙射线的强度随高度连续地增大，密立根所断言的在9000米处有最大值并不存在。9月份以后，康普顿陆续收到60多位科学家在分布范围极广的69个观测站测量到的数据，反映了纬度从北78°到南46°、经度从东175°到西173°这个地理经纬度的范围内，宇宙射线强度的分布情形，康普顿宣布宇宙线存在纬度效应，并认为宇宙射线是带电的高能粒子。

　　密立根在1932年也进行了范围较广泛的观测。加利福尼亚理工学院一位年青物理学家内赫（H.V.Neher）发明了一种高灵敏度的自动记录验电器。空军的负责人同意密立根使用轰炸机，可将测量仪器带到8000多米高空。9月底，密立根在气象署的帮助下利用气球到平流层作了测量。如果宇宙射线真是带电粒子流，密立根应当有条件得到康普顿相同的结论的，但他们由观测所得到的结论却完全不同（左图为密立根发表的文章）。

　　1932年12月底，美国物理学会在新泽西州大西洋城（Atlantic City）召开会议，密立根和康普顿这两位诺贝尔物理奖获得者就宇宙射线的本质进行了激烈的争论。康普顿在会议上报告：不同纬度处宇宙射线强度有明显不同，说明初始宇宙射线有带电粒子的特征，并提出了支持这种观点的三种实验。密立根在大西洋会议上宣读了内赫跨越赤道航行的测量结果，没有发现纬度效应。由于双方都宣称自己有实验为证，无法统一思想，但大多数物理学家已经开始转向承认康普顿的观点。

　　1935年11月11日，由两名勇敢的驾驶员（Albert W. Stevens 和 Orvil A. Anderson）驾驶“探险者2号”氦气球（体积为113000立方英尺）上升到官方记录的22066米的高空，收集了大气、宇宙线和其他数据。