Rayos gamma
Al principio se pensaba que los rayos gamma eran partículas con masa, como los rayos alfa y beta. Rutherford creía que podrían ser partículas beta extremadamente rápidas, pero la imposibilidad de desviarlos mediante un campo magnético indicaba que no tenían carga. En 1914, se observó que los rayos gamma se reflejaban en las superficies de cristal, demostrando que eran una radiación electromagnética. Rutherford y su compañero Edward Andrade midieron las longitudes de onda de los rayos gamma del radio, y encontraron que eran similares a las de los rayos X, pero con menor longitud de onda y (por ello) una frecuencia más alta. Esto fue finalmente reconocido al dárseles también más energía por fotón, tan pronto como este último término fue aceptado generalmente. El decaimiento gamma fue entonces entendido como la emisión de un solo fotón gamma.
Efectos de las armas nucleares
Los rayos gamma y el resto de radiación directa emitida por las reacciones nucleares ya está lejos del epicentro. Mientras tanto, las moléculas de aire se han disociado por completo, los átomos libres resultantes se han ionizado y sus orbitales más interiores se hallan sobreexcitados por lo que hay una enorme energía potencial contenida en los átomos a punto de liberarse en cuestión de microsegundos. Y todo esto ha sido inducido por la citada radiación ionizante. El 80% de la energía inicial de la bomba. Pocos instantes después estos átomos empiezan a recuperar estados menos energéticos. Los electrones disminuyen sus niveles de excitación en cascada, nivel a nivel y algunos iones empiezan ya a capturar los primeros electrones libres. Ambos fenómenos, la captura de electrones y las desexcitaciones en cascada, son fuente de radiación. Inicialmente es radiación en alta frecuencia pero en seguida decae y se va imponiendo la radiación térmica (infrarrojos, ola de calor) y la visible (flash de luz). Esto es porque los fotones ionizantes o excitantes son más energéticos que los reemitidos en las capturas y desexcitaciones subsiguientes. Este fenómeno cuántico provoca la aparición en cuestión de pocos microsegundos de un flujo enorme de radiación térmica que se propaga naturalmente, a velocidad c.