Nazwisko laureata za rok 2026 ogłoszono we wtorek Sztokholmie. „Za decydujący wkład w rozwój Obserwatorium Neutrin IceCube i odkrycie wysokoenergetycznych neutrin pochodzenia astrofizycznego” - tak swoją decyzję uzasadnił Komitet Noblowski.

Neutrina to niezwykle małe i lekkie, obojętne elektrycznie cząstki elementarne, które prawie nie oddziałują z materią. Nazwę „neutrino” zaproponował włoski fizyk Enrico Fermi. To włoskie zdrobnienie nazwy neutronu („neutronek”). Powstające w reakcjach jądrowych neutrina są wszechobecne, ale bardzo trudno je zaobserwować. Potrafią niezauważone przeniknąć przez całą Ziemię, wylecieć z drugiej strony i podróżować przez kolejne miliardy lat.

Bardzo rzadko zdarza się, że pojedyncze neutrino oddziałuje z jądrem atomowym, co umożliwia jego odkrycie za pomocą odpowiedniego sprzętu.

Francis Halzen zdał sobie sprawę, że lód na Biegunie Południowym może być wykorzystany do śledzenia neutrin. Dzięki jego wizji i naukowemu przywództwu powstało obserwatorium IceCube Neutrino Observatory.

IceCube to - jak sama nazwa wskazuje - gigantyczna lodowa kostka: kilometr sześcienny lodu wyposażonego w czujniki światła. Za pomocą IceCube naukowcy mogą rejestrować neutrina pochodzące z niezwykle energetycznych procesów, zachodzących w odległych rejonach Wszechświata.

Naukowcy od dawna wiedzą, że w kosmosie znajdują się naturalne akceleratory cząstek, które emitują cząstki o energiach nawet milion razy większych niż te, które można uzyskać w laboratoriach na Ziemi. Wciąż nie wiadomo dokładnie, czym są te źródła, gdzie się znajdują i jakie są główne procesy w nich zachodzące.

Czymkolwiek są źródła neutrin o ekstremalnie wysokich energiach, na pewno emitują także inne rodzaje cząstek elementarnych. Jednak tylko neutrina docierają do nas bez zmiany kierunku ani utraty energii. Dlatego mogą dostarczać informacji niedostępnych w żaden inny sposób.

W roku 1988 Francis Halzen po raz pierwszy przedstawił swoją wizję wychwytywania neutrin na biegunie południowym. Kiedy neutrino zderza się z jądrem atomowym, wytwarza błysk światła, który może być śledzony przez czujniki w przejrzystym lodzie lodowcowym. Lód na biegunie południowym ma wiele zalet, ponieważ jest wolny od różnego rodzaju zanieczyszczeń, a obszar ten jest geologicznie stabilny i nie występują na nim trzęsienia ziemi. Halzen szybko zyskał poparcie innych badaczy dla swojego pomysłu. Zaledwie kilka lat później przeprowadzono wstępne testy na czujnikach w lodzie.

Jako że neutrina kosmiczne o ekstremalnie wysokich energiach występują bardzo rzadko, do zaobserwowania odpowiedniej liczby zderzeń potrzebna jest ogromna objętość lodu. Ukończony w 2011 roku IceCube obejmuje cały kilometr sześcienny. Wkrótce po jego uruchomieniu naukowcy odkryli pierwsze neutrina wysokoenergetyczne, a kilka lat później mogli ogłosić odkrycie neutrin, które musiały pochodzić daleko spoza naszego Układu Słonecznego.

„Francis Halzen kierował międzynarodowym zespołem naukowców i inżynierów, którzy dostarczyli nam fantastyczny instrument. Jego wytrwałość i naukowa wizja utorowały drogę nowemu rodzajowi astronomii” – powiedział Mark Pearce, przewodniczący Komitetu Noblowskiego w dziedzinie fizyki.

Oddziaływania neutrin, które są stale rejestrowane przez IceCube, dostarczają naukowcom nowej wiedzy na temat gwałtownych warunków, w których powstają neutrina wysokoenergetyczne – a nawet mogą ujawnić nieznane dotąd zjawiska kosmiczne.

Francis Halzen urodził się w 1944 roku w Tienen (Belgia). Doktorat zrobił w 1969 r. na Uniwersytecie Katolickim w Leuven (Belgia). W latach 1969-1971 pracował w CERN. Od 1972 r. jest profesorem na amerykańskim Uniwersytecie Wisconsin–Madison. Najbardziej znane są jego prace dotyczące neutrin, jednak publikował też na temat promieniowania kosmicznego czy materii kwantowej.

Oprócz Nobla jest laureatem m.in. Nagrody Balzana, Nagrody Bruna Potencorvo czy Nagrody Przełom Roku czasopisma Physics World.

Kwota tegorocznej nagrody Nobla w dziedzinie fizyki to 12 milionów koron szwedzkich (około 4,65 miliona złotych po wtorkowym kursie) . Od dawna nie przyznano tej nagrody pojedynczemu fizykowi.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ zan/