Yüksek enerjili fotonların madde ile etkileşmeleri: ionizasyon, bremsstrahlung, kompton saçılması, elektron-pozitron çift oluşumu, Çerenkov ışıması; bu etkileşmelerle oluşan foton spektrumları, nükleer etkileşmeler, kozmik ışınlar ve atmosferdeki etkileşmeleri; manyetik alanda yüklü parçacıkların dinamiği ve difüzyonu, sinkrotron ışıması, manyetik akı donması, manyetik difüzyon; yıldızlararası ortamda gaz ve manyetik alan; yüklü parçacıkların hızlanma mekanizmaları, Galakside elektron, proton ve çekirdeklerin enerji spektrumları.