Neutrínó-kutatásért járt a fizikai Nobel-díj, a nyertes Francis Halzen abban bízik, hogy így könnyebben fogadják el az új projektjavaslatát

Francis Halzen, a Wisconsin-Madison Egyetem kutatója kapta meg a 2026-os fizikai Nobel-díjat, méghozzá az IceCube Neutrínó-obszervatóriumban és a nagyenergiájú neutrínók felfedezéséért végzett munkájáért.

A díjátadó Halzen telefonon jelentkezett be. Azt mondta, hogy meglepte a díj, de nagyon jól is esik neki. Reméli, hogy ez a díj reflektál a projektet támogató kritikusan fontos együttműködésekre, mert amikor az egész elindult, egyáltalán nem volt egyértelmű, hogy sikeresek lesznek.

„Szerencsések voltunk, hogy felül tudtunk kerekedni a különböző megpróbáltatásokon – részben az együttműködéssel, részben szerencsével”

– válaszolta a svéd közmédia kérdésére.

„Épp egy projektjavaslaton dolgozom. Remélem, hogy ez a díj segít elnyerni”

– válaszolta nevetve arra a kérdésre, hogy mit tervez mára. Halzen egyébként Olaszországban van épp, egy bizottsági találkozón vesz részt.

Az az IceCube Neutrínó-obszervatórium leegyszerűsítve úgy működik, hogy a neutrínók beszorulnak a Déli-sark jégsapkájába, reakcióba lépnek a jéggel, ami fényhatással jár, méghozzá a neutrínók útvonala mentén – ezt vizsgálják az obszervatóriumban, hiszen a keletkező fénycsóva alapján meg lehet határozni, hogy a világűr mely pontjából jöttek a neutrínók. Ennek felismerésében volt jelentős szerepe Francis Halzennek, és ennek az eredménye a nagyenergiájú neutrínók felfedezése.

A neutrínók a részecskefizika talán legtitokzatosabb részecskéi, nem véletlenül nevezik őket „szellemrészecskéknek” is. Óriási mennyiségben érik a Földet, sőt földi forrásaik is léteznek (például az atomerőművek), de szinte semmivel nem reagálnak, vagy legalábbis nagyon ritkán. Minden másodpercben több billió neutrínó halad át egy átlagos emberen, de a részecskének egy vastag ólomlap sem akadály.

A neutrínó létezéséről először Wolfgang Pauli írt 1930-ban – megjegyezve, hogy szörnyűséget tesz: egy olyan részecskéről elmélkedik, amit nem lehet észlelni. Clyde Cowan és Frederick Reines 1956-ban bebizonyították, hogy a neutrínók léteznek, és a tudományos közösség viszonylag hamar arra jutott, hogy a neutrínók fantasztikus űrbéli hírnökök lehetnek.

Például abban segíthetnek, hogy jobban megértsük például a fekete lyukakat. Ezek egy csomó részecskét és sugárzást lövellnek ki magukból, amik elárulnak ezt-azt a jelenségekről. De ezek nem feltétlenül segítenek a kutatóknak: a protonokat könnyen eltérítik a mágneses mezők, amikkel találkoznak, így nem egyértelmű, pontosan honnan jönnek, a gamma-sugarak pedig az útjukba akadó porral lépnek reakcióba. A neutrínók viszont szinte megállíthatatlanul száguldanak előre, így ha van a Földön egy nagy érzékelő, ami elkapja ezeket a részecskéket – például az IceCube –, akkor könnyen ki lehet számolni, honnan jöttek.

Halzen 1988-ban vetette fel, hogy a Déli-sark jegét felhasználva megfigyelhetnék a ritkább nagyenergiájú neutrínókat, amihez egy köbkilométernyi érzékelőre van szükség. Ez az érzékelő tulajdonképpen egy csomó forró vízzel fúrt lyuk, amikbe nagyjából 1500 méter mélyen fényérzékelőket engedtek le.

A bemutatott példában egy müon neutrínó felfedezését illusztrálták. Amikor egy ilyen neutrínó elér az obszervatóriumhoz, eltűnik és egy müon halad tovább, aminek már van elektromos töltése. Ahogy a részecske áthalad a jégen, elektromágneses sugárzást bocsát ki – ez a Cserenkov-sugárzás –, ami kék fénnyel jár. Az elektron-neutrínók kicsit máshogy működnek, nem hagynak nyomot maguk után, így nehezebben használhatók asztrofizikai kutatásokra.

Az IceCube 2011-re épült meg, és két éven belül már 28 nagyenergiájú neutrínót sikerült megfigyelni a segítségével. A létesítmény akkora siker lett, hogy tervben van egy globális obszervatórium-hálózat kiépítése, amik hasonló módszerekkel fednék le a teljes égboltot.

Tavaly egy kvantummechanikai felfedezésért járt a díj: John Clarke, a Kaliforniai Egyetem kutatója, Michel H. Devoret, a Yale Egyetem és a Kaliforniai Egyetem tudósa és John M. Martinis a Kaliforniai Egyetemről kapta azt meg a makroszkopikus kvantummechanikai alagúteffektus és az energiakvantálás felfedezéséért egy elektromos áramkörben. Hogy ez pontosan mit is jelent, arról ebben a cikkben írtunk.