Шведская королевская академия наук присудила Нобелевскую премию по физике 2026 года Фрэнсису Халзену из Висконсинского университета в Мадисоне. Награду он получил «за решающий вклад в нейтринную обсерваторию IceCube и открытие высокоэнергетических нейтрино астрофизического происхождения».
В основе этого открытия лежала необычная идея: использовать огромную толщу льда Южного полюса как детектор практически неуловимых частиц.
Нейтрино находятся повсюду, но почти никак себя не выдают. Они способны пролетать сквозь всю Землю и человеческое тело, не оставляя заметного следа. Лишь в крайне редких случаях нейтрино сталкивается с атомным ядром — и именно такие события позволяют его обнаружить.
Учёным давно известно, что во Вселенной существуют природные ускорители частиц, способные разгонять их до энергий, в миллионы раз превышающих возможности земных лабораторий. Но природа этих источников долго оставалась загадкой: где они находятся, что собой представляют и какие процессы происходят внутри них?
Высокоэнергетические нейтрино рождаются в тех же экстремальных условиях, что и другие частицы. Однако у них есть важное преимущество: по дороге к Земле они практически не меняют направление и не теряют энергию. Поэтому нейтрино могут приносить информацию о далёких космических процессах, которую невозможно получить другим способом.
Ещё в 1988 году Фрэнсис Халзен предложил искать такие частицы во льдах Южного полюса. Когда нейтрино сталкивается с атомным ядром, возникает световой сигнал, который способны зарегистрировать специальные датчики в прозрачном леднике.
Южный полюс оказался особенно подходящим местом. Лёд здесь защищён от различных помех, а сама территория геологически стабильна и практически не подвержена землетрясениям. Идея Халзена получила поддержку других исследователей, и уже через несколько лет начались первые испытания датчиков во льду.
Но возникла другая проблема: космические нейтрино чрезвычайно высоких энергий встречаются очень редко. Чтобы зарегистрировать достаточное количество событий, потребовался по-настоящему гигантский детектор.
Так появилась обсерватория IceCube — кубический километр антарктического льда, пронизанный световыми датчиками. Её строительство завершилось в 2011 году.
Вскоре исследователи зарегистрировали первые высокоэнергетические нейтрино. Ещё через несколько лет удалось показать, что часть этих частиц должна приходить из областей далеко за пределами Солнечной системы. После этого поиск космических источников нейтрино смог начаться в полную силу.
Председатель Нобелевского комитета по физике Марк Пирс отметил, что Халзен возглавлял международную команду исследователей и инженеров, создавших уникальный научный инструмент. По его словам, настойчивость и научное видение учёного открыли путь к новому виду астрономии.
IceCube продолжает постоянно регистрировать взаимодействия нейтрино. Эти данные должны помочь исследователям лучше понять экстремальные области Вселенной, где рождаются частицы огромных энергий, а возможно, и обнаружить космические явления, о существовании которых пока ничего не известно.
