پرتوهای کیهانی، ذرات پرانرژی و اغلب به شکل هسته های اتمی بوده که فضای کیهان را باسرعت های بالا درمی نوردند. منشا برخی از این ذرات خورشید می باشد، اما بیشتر آنها ناشی از منابعی بیرون از منظومه خورشیدی(پرتوهای کیهانی کهکشانی) و یا ماورا کهکشانی می باشند. پرتوهای کیهانی که به بالای جو زمین می رسند با عنوان ذرات اولیه شناخته می شوند که در برخوردشان با هسته های جوی ذرات ثانویه را تولید می کنند.تقریبا 85 درصد پرتوهای کیهانی کهکشانی پروتون (هسته اتم هیدروژن) و 12 درصد آنها ذرات آلفا (هسته هلیم) هستند. میدان های مغناطیسی باعث یک همسانگردی در جهت های ورودی پرتوهای کیهانی در انرژی های پایین گشته که این موضوع کار را برای یافتن جهت های ورودی و سرانجام منابع آنها دشوار می سازد. اما در انرژی های بالا، مسئله انحراف پرتوها کم رنگتر شده و بررسی جهت های ورودی و منابع احتمالی ذرات پرانرژی با جدیت بیشتری دنبال می گردد. یافتن ترکیبات جرمی پرتوهای کیهانی یکی از اولویت های مهم مطالعه و بررسی علم مربوط به آنها می باشد که این مسئله سرانجام راهی به سمت یافتن منابع تولید این ذرات است. در کار حاضر، ابتدا با بررسی نتایج و داده های بدست آمده از آشکارسازهای معتبر جهانی،نوع ترکیبات جرمی پرتوهای کیهانی مورد پژوهش قرار گرفته است. همچنین با استفاده از داده های گفته شده، چگونگی گسترش طولی ذرات ثانویه تولید شده در جو بررسی گردیده است.سپس با استفاده از روش های مناسب آماری، جهت های ورودی ذرات کیهانی در انرژی های بالا و همبستگی این جهت ها با مکان های تولید فرایندهای خشن از جمله تپنده ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. در ادامه این بخش، با توجه به نتایج اخیر بدست آمده در زمینه مکان های مربوط به فرایندهای خشن، از جمله ابرنواخترها، مکان جدید دیگری برای یافتن همبستگی احتمالی بین ذرات کیهانی پرانرژی و این مناطق پیشنهاد گردیده است. همچنین در ادامه، با توجه به در نظر گرفتن انتشار کهکشانی پرتوهای کیهانی و همچنین در نظر گرفتن ساختار فراکتالی برای محیط کهکشانی، نشان داده خواهد شد که معادله پخش گفته شده توسط لاگوتین و همکاران ، مربوط به محیط غیر همگن، برای توصیف شار مشاهده شده پرتوها در زمین مناسب خواهد بود. زمان اقامت پرتوهای کیهانی در چنین مدل پخشی در یک محیط فراکتالی نیز مورد بحث قرار گرفته است. در پایان نیز با استفاده از برنامه های قدرتمند شبیه سازی، و همچنین مقایسه با نتایج بدست آمده از داده های تجربی، اطلاعات مناسبی از چگونگی برهمکنش این ذرات و نوع آنها بدست آمده است.