Nobel z fizyki 2026: antarktyczny łowca neutrin z Belgii

Francis Halzen urodził się w 1944 roku w Tienen w Belgii. Doktorat uzyskał w 1969 roku na KU Leuven, a od 1972 roku jest związany z University of Wisconsin–Madison w USA, gdzie jest profesorem fizyki. Jego specjalnością są fizyka cząstek elementarnych, astrofizyka i kosmologia.

Teleskop zbudowany z lodu

Głównym bohaterem tegorocznego Nobla jest neutrino – niezwykle lekka, elektrycznie obojętna cząstka elementarna. Neutrina powstają podczas najbardziej energetycznych procesów zachodzących we Wszechświecie, między innymi w otoczeniu supermasywnych czarnych dziur, podczas wybuchów gwiazd czy innych gwałtownych zjawisk kosmicznych.

Problem polega na tym, że niezwykle trudno je wykryć. Neutrina niemal nie oddziałują z materią. Przelatują przez Ziemię, skały, lód, a nawet przez nasze ciała, niemal zupełnie nie reagując z otoczeniem.

Pomysł Halzena był prosty w założeniu, choć niezwykle trudny w realizacji: jeśli neutrino wyjątkowo rzadko zderzy się z atomem w lodzie, powstają naładowane cząstki, które emitują charakterystyczny błysk światła – promieniowanie Czerenkowa. Można go zarejestrować za pomocą czułych detektorów umieszczonych głęboko pod powierzchnią lodu.

Tak powstało IceCube Neutrino Observatory, największy tego typu detektor na świecie. Zajmuje około kilometra sześciennego antarktycznego lodu.

Co właściwie bada Francis Halzen?

Halzen zajmuje się przede wszystkim fizyką cząstek elementarnych, a pytanie, które go nurtowało to, skąd pochodzą najbardziej energetyczne cząstki we Wszechświecie.

Promieniowanie kosmiczne niosące energię, w którym dominują protony, dociera do Ziemi z czeluści kosmosu. Źródło tych cząstek przez dziesięciolecia pozostawało zagadką. Naładowane cząstki, a takimi są protony, są odchylane przez pola magnetyczne podczas podróży przez kosmos, dlatego ich trajektoria nie wskazuje bezpośrednio miejsca pochodzenia.

Neutrina mają tutaj ogromną przewagę. Nie mają ładunku elektrycznego, dlatego pola magnetyczne, w tym ziemskie, nie zmieniają ich toru lotu. Mogą więc przebyć ogromne odległości niemal po linii prostej, niosąc informację o miejscu i procesie, w którym powstały. Dzięki temu IceCube otworzył nowy sposób obserwowania Wszechświata – astronomię neutrinową.

Nowe okno na Wszechświat

Znaczenie odkryć Halzena nie polega na stworzeniu nowego urządzenia codziennego użytku. Ich znaczenie jest przede wszystkim fundamentalne. IceCube pozwala badać Wszechświat za pomocą cząstek, których wcześniej nie potrafiliśmy skutecznie wykorzystywać jako kosmicznych „posłańców”.

Tegoroczny Nobel opowiada nam o tym, jak pozornie niewidoczna cząstka może stać się nowym narzędziem obserwowania Wszechświata.

Jutro Nobel z chemii

Tydzień Noblowski trwa. W środę, 7 października, poznamy laureatów Nagrody Nobla w dziedzinie chemii. Następnie Komitet Noblowski ogłosi laureata lub laureatów Nagrody w dziedzinie literatury, a później Pokojowej Nagrody Nobla.