W każdej sekundzie kilkaset cząstek promieniowania kosmicznego o energii milionów elektronowoltów uderza w każdy metr kwadratowy Ziemi. O ile jednak niskiej energii promienie kosmiczne są obfite, to cząstki o wyższych energiach zdarzają się znacznie rzadziej. Powyżej energii 10¹⁸ eV zaledwie jedna cząstka na tydzień pada na powierzchnię 1 km². Powyżej 10²⁰ eV jedna cząstka pada na kilometr kwadratowy w ciągu stulecia! Aby znaleźć i zbadać te tak rzadkie przypadki, niezbędny jest gigantyczny detektor.

  Bezpośrednia detekcja promieni kosmicznych jest możliwa jedynie powyżej atmosfery ziemskiej. Jednak cząstki wysokiej energii występują bardzo rzadko. Niemożliwe jest wyniesienie w przestrzeń kosmiczną detektora wystarczająco dużego, aby złowić znaczną liczbę tych cząstek w czasie działania tego detektora. Musimy więc znaleźć inny sposób na ich wykrywanie. Praktycznie jedynym sposobem jest pozwolić promieniom kosmicznym na oddziaływanie w powietrzu i zapoczątkowanie wielkich pęków. Pęki te mogą być wtedy rejestrowane przez detektory ustawione na powierzchni Ziemi.

  Stacje detektorowe Obserwatorium Pierre Auger, z których każda jest wodnym licznikiem Czerenkowa - zbiornikiem z 12 tysiącami litrów wody - są rozmieszczone w odległości 1,5 km od siebie. Każda stacja jest samowystarczalna i jest zasilana energią słoneczną. Przyrządy stacji mierzą liczbę cząstek przez nią przechodzących. Cząstki jednego wielkiego pęku docierają do kilku stacji niemal jednocześnie. Każda stacja rejestruje cząstki, a jej mały komputer kontaktuje się przez radio z komputerem w centrali danych, aby ustalić, czy cząstki te są częścią wielkiego pęku. Jeśli tak, informacja zostaje przesłana do centrali danych. Centralny komputer na podstawie pomiaru liczby cząstek i czasu ich nadejścia do poszczególnych stacji określi energię i kierunek cząstki pierwotnej, która zapoczątkowała wielki pęk.
  W sumie, w Obserwatorium Południowym 1600 detektorów cząstek tworzy gigantyczną sieć pokrywającą około 3000 km², obszar niewiele mniejszy od województwa małopolskiego, natomiast w Obserwatorium Północnym, które powstanie w stanie Colorado w USA planowana jest budowa sieci kilkakrotnie większej niż na południu.

  Rysunek przedstawia mapę województwa małopolskiego i nałożony na nią schemat sieci detektorów Południowego Obserwatorium eksperymentu AUGER. Małe czarne kropki przedstawiają położenia detektorów naziemnych (wodne liczniki Czerenkowa), cztery większe zielone kropki pokazują lokalizację detektorów fluorescencyjnych i kątowe zakresy pól widzenia poszczególnych teleskopów.