Le particelle- zetta (o raggi cosmici di altissima energia) sono particelle la cui energia stimata è dell'ordine di ZEV (10 21 eV , circa 100 J ).
Gli attuali record di energia per una particella osservata sono:
Questi sono i fenomeni più energetici conosciuti in natura.
Uno dei motivi sorprendenti per incontrare tali fenomeni energetici (oltre alla semplice incognita sulla loro origine, di cui sappiamo con certezza solo dal 2017 che provengono da fuori della Via Lattea ), è che le particelle che attraversano lo spazio interagiscono con lo sfondo delle microonde fossili radiazioni e perdono la loro energia gradualmente ma rapidamente, fino a quando non scendono significativamente al di sotto di 5 × 10 19 eV o 50 EeV , noto come limite di Greisen-Zatsepin -Kuzmin (GZK). Per questo motivo le particelle-zetta o dovrebbero formarsi molto vicino alla Terra , nel qual caso gli scienziati si aspetterebbero poi un fenomeno estremamente facile da osservare viste le energie da implementare, oppure rimanere insensibili a questa interazione , questa che difficilmente lascia spazio per particelle chiaramente identificate o conosciute oggi (2014). Inoltre questi fenomeni sono rari, dell'ordine di 1 all'anno e per chilometro quadrato.
Tuttavia, alcuni teorici ora credono che l'eccezionalità delle osservazioni a queste energie molto elevate potrebbe rimanere compatibile con il limite di Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK), le sue caratteristiche statistiche e lo stato attuale delle conoscenze in fisica teorica.
In pratica, alcune osservazioni di AGASA sembrano indicare una forte correlazione tra gli eventi più potenti e gli ammassi di galassie.
Secondo l'edizione scientifica americana digennaio 1999, AGASA ha rilevato solo un totale di 5 eventi durante gli otto anni successivi alla scoperta del 1991. L' osservatorio Pierre-Auger consente di osservare un numero significativamente maggiore di queste particelle e di stimare con precisione la direzione della loro origine. Questo aumento del numero di rilevazioni dovrebbe far luce sui fenomeni all'origine di queste particelle-zetta.
Un articolo pubblicato nel 2018 propone un modello coerente secondo il quale i raggi cosmici ad alta energia, siano essi nuclei atomici, fotoni gamma o neutrini, provengono da getti di buchi neri situati in ammassi galattici . Lo stesso anno, un altro articolo collega in seguito alla rilevazione di un neutrino di 290 TeV per IceCube il22 settembre 2017l'attività di blazar TXS0506 + 056 e l'emissione di particelle ad alta energia. Da allora è stato stabilito che questo blazar era la fonte di altri neutrini energetici rilevati tre anni prima.