Francis Halzen wint Nobelprijs voor Natuurkunde 2026 voor neutrino-observatorium IceCube

De Nobelprijs voor Natuurkunde 2026 gaat naar Francis Halzen van de University of Wisconsin-Madison, melden Ars Technica en Nature. Volgens Ars Technica erkent de prijs zijn “beslissende bijdragen aan het IceCube Neutrino Observatory” en de ontdekking van hoogenergetische neutrino’s die door astrofysische bronnen worden voortgebracht. Halzen was de drijvende kracht achter het ontwerp en de bouw van IceCube, een detector op de Zuidpool die een kubieke kilometer Antarctisch ijs gebruikt om neutrino’s uit de diepe ruimte te registreren.

Telefonisch vanuit Italië sprekend tijdens de persconferentie in Stockholm zei Halzen: “Het was een grote verrassing, en ik had het uiteraard niet verwacht,” en hij benadrukte dat het werk voortkwam uit een “grote samenwerking”. Deeltjesfysicus Danielle Norcini van de Johns Hopkins University noemde hem de wetenschappelijke visionair achter het project, en Michael Moloney, CEO van het American Institute of Physics, zei dat Halzen tientallen jaren leiding had gegeven aan de inspanningen om Antarctisch ijs als neutrinotelescoop te laten werken.

De in België geboren Halzen stelde in 1988 een neutrino-observatorium op de Zuidpool voor. Ars Technica meldt dat hij twee eerdere voorstellen samenvoegde, een dat water als detectiemedium gebruikte en een dat met radio-ontvangers in Antarctica naar neutrinosignalen luisterde, en concludeerde dat ijs nog beter zou werken. Zijn team smolt met heet water gaten van ongeveer een kilometer diep en liet daarin kabels met lichtsensoren zakken. Een eerste detector, AMANDA, werd gehinderd door bellen in het bovenste ijs die het licht verstrooiden; onder de 1400 meter bleek het ijs zeer zuiver, maar AMANDA was te klein, en IceCube nam zijn plaats in.

IceCube werd in 2011 in gebruik genomen. De 5.160 lichtsensoren hangen aan 86 kabels in het ijs en vangen het blauwe en ultraviolette licht op dat vrijkomt wanneer een passerend neutrino een atoomkern raakt. Volgens Halzen duurde het slechts twee jaar om aan te tonen dat de detector neutrino’s van buiten de atmosfeer kon waarnemen. In 2014 registreerde hij drie neutrino’s met recordenergie, die de bijnamen Bert, Ernie en Big Bird kregen. In 2017 werd een hoogenergetisch neutrino voor het eerst herleid tot een specifieke bron, de blazar TXS 0506+056; Nature beschrijft dit als de eerste multi-messenger-ontdekking van IceCube. In 2022 meldde het team, na analyse van tien jaar aan gegevens, een overschot van 79 neutrino’s, waardoor het actieve sterrenstelsel Messier 77 een sterke kandidaat werd als neutrinobron.

Het observatorium groeit nog steeds. Ars Technica meldt dat een in februari voltooide upgrade vijf sensorstrengen toevoegde nabij het onderste midden van de opstelling, samen met 600 nieuwe lichtsensoren en kalibratie-instrumenten, en dat de National Science Foundation vorige maand 53 miljoen dollar heeft toegezegd om het de komende vijf jaar in bedrijf te houden. Halzen zei dat de resultaten tot nu toe nog altijd passen binnen de neutrinofysica van het Standaardmodel, dat hij graag doorbroken zou zien, en grapte dat hij hoopt dat de prijs zal helpen om een voorstel waaraan hij werkt goedgekeurd te krijgen.