Francis Halzen đoạt giải Nobel Vật lý 2026 nhờ đài quan sát neutrino IceCube

Giải Nobel Vật lý 2026 được trao cho Francis Halzen của Đại học Wisconsin-Madison, theo Ars Technica và Nature. Theo Ars Technica, giải thưởng ghi nhận “những đóng góp quyết định cho Đài quan sát Neutrino IceCube” của ông và việc phát hiện các neutrino năng lượng cao do các nguồn vật lý thiên văn tạo ra. Halzen đã thúc đẩy việc thiết kế và xây dựng IceCube, một máy dò tại Nam Cực sử dụng một kilômét khối băng Nam Cực để ghi nhận các neutrino đến từ không gian sâu thẳm.

Phát biểu qua điện thoại từ Ý với cuộc họp báo tại Stockholm, Halzen nói: “Đó là một bất ngờ lớn, và rõ ràng tôi đã không hề nghĩ tới”, đồng thời nhấn mạnh rằng công trình này là kết quả của một “sự hợp tác lớn”. Nhà vật lý hạt Danielle Norcini của Đại học Johns Hopkins gọi ông là người có tầm nhìn khoa học đứng sau dự án, còn Giám đốc điều hành Viện Vật lý Hoa Kỳ Michael Moloney cho biết Halzen đã dẫn dắt một nỗ lực kéo dài hàng thập kỷ nhằm biến băng Nam Cực thành một kính thiên văn neutrino.

Sinh ra tại Bỉ, Halzen đề xuất một đài quan sát neutrino tại Nam Cực vào năm 1988. Ars Technica cho biết ông đã kết hợp hai đề xuất trước đó, một đề xuất dùng nước làm môi trường phát hiện và một đề xuất dùng máy thu vô tuyến để lắng nghe tín hiệu neutrino ở Nam Cực, và kết luận rằng băng sẽ còn hiệu quả hơn. Nhóm của ông dùng nước nóng làm tan chảy các lỗ sâu khoảng một kilômét và thả vào đó những sợi cáp mang cảm biến ánh sáng. Máy dò đầu tiên, AMANDA, gặp trở ngại do các bọt khí trong lớp băng phía trên làm tán xạ ánh sáng; băng tỏ ra rất tinh khiết ở độ sâu dưới 1400 mét, nhưng AMANDA quá nhỏ, và IceCube đã thay thế nó.

IceCube bắt đầu hoạt động vào năm 2011. 5.160 cảm biến ánh sáng của nó được treo trên 86 sợi cáp trong băng và thu nhận ánh sáng xanh lam và tia cực tím phát ra khi một neutrino đi ngang qua va chạm với một hạt nhân nguyên tử. Halzen cho biết chỉ mất hai năm để chứng minh rằng máy dò có thể nhìn thấy các neutrino đến từ bên ngoài bầu khí quyển. Năm 2014, nó ghi nhận ba neutrino có năng lượng kỷ lục, được đặt biệt danh là Bert, Ernie và Big Bird. Năm 2017, lần đầu tiên một neutrino năng lượng cao được truy ngược về một nguồn cụ thể, blazar TXS 0506+056; Nature mô tả đây là khám phá đa thông điệp đầu tiên của IceCube. Năm 2022, sau khi phân tích dữ liệu mười năm, nhóm nghiên cứu báo cáo mức dư 79 neutrino, khiến thiên hà hoạt động Messier 77 trở thành một ứng viên mạnh cho nguồn neutrino.

Đài quan sát vẫn đang tiếp tục được mở rộng. Ars Technica cho biết một đợt nâng cấp hoàn tất vào tháng Hai đã bổ sung năm chuỗi cảm biến gần phần đáy trung tâm của hệ thống, cùng với 600 cảm biến ánh sáng mới và các thiết bị hiệu chuẩn, và Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ (National Science Foundation) tháng trước đã cam kết 53 triệu USD để duy trì hoạt động của đài trong năm năm tới. Halzen cho biết các kết quả cho đến nay vẫn phù hợp với vật lý neutrino của Mô hình Chuẩn, điều mà ông muốn thấy bị phá vỡ, và nói đùa rằng ông hy vọng giải thưởng sẽ giúp một đề xuất mà ông đang thực hiện được phê duyệt.