Uno sciame cosmico esteso è indotto dall’interazione nell’alta atmosfera da raggi cosmici primari di grande energia (tipicamente protoni, nuclei atomici, raggi gamma) provenienti dalle zone più remote dello spazio. Dall’interazione emergono nuove particelle che interagiscono a loro volta o decadono in altre particelle. Si innesca così un processo a catena il cui risultato finale è uno sciame.

Al livello del suolo, lo sciame è sostanzialmente fatto di:

• adroni (che possono dar luogo a interazioni forti, deboli o elettromagnetiche), tra i quali troviamo i nucleoni, ossia i barioni stabili (protoni) o con lunghissima vita media (neutroni), nonché alcune altre particelle non stabili ma non ancora decadute perché prodotte in prossimità del suolo, come i mesoni π e K;
• elettroni e fotoni, anch’essi stabili (che possono interagire elettromagneticamente o anche, nel caso dei soli elettroni, debolmente);
• muoni, simili agli elettroni ma più massivi e penetranti, non stabili ma con vita media sufficientemente lunga, che derivano per lo più dai decadimenti dei mesoni π e K;
• neutrini, particelle stabili prive di carica elettrica, capaci di interagire solo debolmente, che sono le particelle più penetranti finora conosciute.