Нобелевскую премию по физике 2026 года присудили за нейтринную обсерваторию IceCube
Астрофизик Фрэнсис Халзен получил Нобелевскую премию по физике за создание нейтринной обсерватории IceCube в Антарктиде и открытие высокоэнергетических нейтрино астрофизического происхождения.
Нобелевский комитет присудил премию по физике 2026 года астрофизику Фрэнсису Халзену за решающий вклад в создание нейтринной обсерватории IceCube в Антарктиде и открытие высокоэнергетических нейтрино астрофизического происхождения. Награду получил один человек — главный исследователь проекта, чья идея использовать лед Южного полюса для регистрации неуловимых частиц легла в основу крупнейшего нейтринного детектора планеты.
Нейтрино — одни из самых распространенных элементарных частиц во Вселенной, практически не взаимодействующие с окружающей средой. Они имеют массу, близкую к нулю, и не несут электрического заряда, поэтому способны проходить сквозь Землю и любые объекты. Каждую секунду через человеческое тело проникает около 100 триллионов таких частиц. Эта «призрачность» делает их одновременно сложнейшим объектом для изучения и уникальным носителем информации о далеких космических процессах.
Идея Халзена, впервые представленная в 1988 году, опиралась на физическое явление: при редком столкновении нейтрино с атомным ядром образуется заряженная вторичная частица, движущаяся в том же направлении и излучающая синий свет. В прозрачной среде эту вспышку можно зафиксировать с помощью световых датчиков. Антарктический лед оказался идеальным материалом — на достаточной глубине царит постоянная темнота, отсутствуют помехи от живых организмов, а уровень радиоактивного фона крайне низок. К тому же на Южном полюсе уже действовала исследовательская станция с налаженной транспортной и научной инфраструктурой.
Обсерватория IceCube представляет собой кубический километр льда, оснащенный оптическими сенсорами. Практические работы на станции возможны только в течение короткого антарктического лета — с ноября по февраль, поскольку в остальное время сообщение с Южным полюсом невозможно из-за холода. Несмотря на эти ограничения, проект был реализован и стал ключевым инструментом нейтринной астрономии.
Нейтринная астрономия зародилась в 1960-х годах, когда ученые начали отслеживать потоки этих частиц и связывать их с космическими событиями, например со взрывом сверхновой в Большом Магеллановом Облаке. Уже тогда выяснилось, что число зарегистрированных нейтрино составляет лишь часть от предсказанного расчетами. Спустя десятилетия стало понятно, что существуют три типа нейтрино — электронное, мюонное и тау-нейтрино, — и они способны превращаться друг в друга. Именно поэтому детекторы на Земле фиксировали меньше электронных нейтрино, чем предсказывали модели.
Особенность нейтрино состоит в том, что они не подвергаются внешним воздействиям и способны проходить огромные расстояния, передавая информацию об источнике в первоначальном виде. Это делает их крайне важными для науки: изучение таких частиц позволяет выйти за рамки стандартной модели элементарных частиц и, возможно, приблизиться к пониманию того, почему после Большого взрыва материи оказалось чуть больше, чем антиматерии.
Ученые давно предполагали, что в космосе существуют объекты, высвобождающие огромное количество энергии, и процессы, ускоряющие частицы до энергий, в миллион раз превышающих достижимые в земных экспериментах. Эти бурные события создают различные типы излучения, несущие информацию о космических явлениях. Однако именно нейтрино, не искажаемые по пути, позволяют «увидеть» источник таким, каким он был в момент рождения частицы.
Сложность регистрации нейтрино долгое время казалась непреодолимой: чтобы остановить частицу с вероятностью 50%, потребовался бы слой свинца толщиной около одного светового года, а для поимки хотя бы одной частицы — детектор размером с гору. Решение Халзена превратить в такой детектор антарктический лед стало прорывом. Сегодня IceCube регистрирует нейтрино, возникающие в результате чрезвычайно высокоэнергетических процессов в далекой Вселенной, открывая новое окно для наблюдения за космосом.
4
