Nobelpreis für Physik 2026 geht an Francis Halzen für die Entdeckung hochenergetischer Neutrinos astrophysikalischen Ursprungs
Der Physiker entwickelte 1988 die Idee, klares Gletschereis am Südpol als Detektormaterial zu verwenden
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Die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften hat beschlossen, den Nobelpreis für Physik 2026 an Francis Halzen von der University of Wisconsin–Madison, USA, zu verleihen, „für entscheidende Beiträge zum IceCube-Neutrino-Observatorium und zur Entdeckung hochenergetischer Neutrinos astrophysikalischen Ursprungs“.
Schwer fassbare Teilchen aus dem Universum am Südpol eingefangen
Francis Halzen erkannte, dass sich das Eis am Südpol nutzen lässt, um Teilchen namens Neutrinos aufzuspüren. Seine Vision und seine wissenschaftliche Führungsrolle waren von grundlegender Bedeutung für das IceCube-Neutrino-Observatorium – einen Kubikkilometer Eis, der mit Lichtsensoren ausgestattet ist. Mithilfe von IceCube können Forscher Neutrinos aus extrem energiereichen Prozessen im fernen Universum nachweisen.
Neutrinos sind überall, aber sie machen sich nicht bemerkbar. Sie durchdringen die Erde und unsere Körper, ohne dass wir es bemerken. In sehr seltenen Fällen tritt ein einzelnes Neutrino mit einem Atomkern in Wechselwirkung, was es jemandem mit der richtigen Ausrüstung ermöglicht, sie zu entdecken.
Wissenschaftler wissen seit langem, dass der Kosmos natürliche Teilchenbeschleuniger enthält, die Teilchen mit Energien aussenden, die bis zu einer Million Mal höher sind als die, die in Laboren auf der Erde erreicht werden können. Vieles an diesen Quellen ist rätselhaft: Was sind sie, wo befinden sie sich und welche Hauptprozesse spielen in ihrem Inneren ab?
Neutrinos mit extrem hohen Energien entstehen in denselben Umgebungen wie andere Teilchenarten. Im Gegensatz zu anderen Teilchen erreichen uns Neutrinos jedoch, ohne ihre Richtung zu ändern oder Energie zu verlieren. Das bedeutet, dass sie Informationen liefern können, die auf keine andere Weise verfügbar sind.
Francis Halzen stellte 1988 erstmals seine Vision vor, Neutrinos am Südpol einzufangen. Wenn ein Neutrino mit einem Atomkern kollidiert, erzeugt es einen Lichtblitz, der von Sensoren im klaren Gletschereis erfasst werden kann. Das Eis am Südpol bietet viele Vorteile, da es frei von verschiedenen Arten von Störungen ist und das Gebiet geologisch stabil ist und keine Erdbeben auftritt. Halzen und seine Idee fanden bald die Unterstützung anderer Forscher, und bereits wenige Jahre später wurden erste Tests mit Sensoren im Eis durchgeführt.
Kosmische Neutrinos mit extrem hohen Energien sind sehr selten, daher ist ein enormes Eisvolumen erforderlich, um eine ausreichende Anzahl von Kollisionen zu beobachten. IceCube erstreckt sich über einen ganzen Kubikkilometer und wurde 2011 fertiggestellt. Die Forscher entdeckten schon bald die ersten hochenergetischen Neutrinos und konnten einige Jahre später ihre Entdeckung von Neutrinos veröffentlichen, die weit außerhalb unseres Sonnensystems entstehen müssen. Die Suche nach den Neutrinoquellen des Universums konnte nun ernsthaft beginnen.
„Francis Halzen hat ein internationales Team aus Forschern und Ingenieuren geleitet, das uns ein fantastisches Instrument beschert hat. Seine Beharrlichkeit und seine wissenschaftliche Weitsicht haben den Weg für eine neue Art der Astronomie geebnet“, sagt Mark Pearce, Vorsitzender des Nobelkomitees für Physik.
Die Neutrino-Wechselwirkungen, die von IceCube kontinuierlich erfasst werden, werden den Forschern neue Erkenntnisse über die gewaltsamen Umgebungen liefern, in denen hochenergetische Neutrinos entstehen können – und könnten sogar bisher unbekannte kosmische Phänomene aufdecken.
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