В современной астрофизике гамма-излучение используется для исследования природы самых катастрофических по энерговыделению процессов в Галактике и Вселенной. 4 Например, гамма-всплески позволяют узнать, как были устроены звёзды миллиарды лет назад, как завершалось их существование, какая была межзвёздная среда, их окружавшая. 3 Также поиск и наблюдение источников гамма-квантов высокой энергии — это один из ключевых способов изучения происхождения космических лучей. 2

В физике высоких энергий гамма-излучение используется в экспериментах, где образуются гамма-лучи. 1 Например, при электронно-позитронной аннигиляции обычными продуктами являются два фотона гамма-излучения. 1 Также гамма-лучи образуются во многих процессах физики элементарных частиц, например, при распаде нейтральных пионов и ядерном синтезе. 1