Egyesült Államok;fizikai Nobel-díj;Svéd Királyi Tudományos Akadémia;

Gigantikus jégkockával fogta be a kozmosz részecskegyorsítóit a 2026-os fizikai Nobel-díj nyertese

Francis Halzen kapta az idei fizikai Nobel-díjat. A Svéd Királyi Tudományos Akadémia indoklásában ezt írta: „az IceCube Neutrínó Obszervatórium létrehozásához és az asztrofizikai eredetű, nagy energiájú neutrínók felfedezéséhez való meghatározó hozzájárulásáért” érdemelte ki az amerikai Wisconsin Egyetem professzora. A kozmosz részecskegyorsítóit fogta be a „jégkockával”. A tudós a 80-as évektől kutatja a jelenséget.

Francis Halzen felfedezte, hogy a Déli-sark jege felhasználható a neutrínóknak nevezett részecskék nyomon követésére. Elképzelése vezető kutatóként meghatározó volt az IceCube Neutrínó Obszervatórium létrehozásában – ez egy köbkilométernyi jégbe telepített, fényérzékelőkkel felszerelt berendezés. Az IceCube segítségével a kutatók a távoli világegyetem rendkívül nagy energiájú folyamataiból származó neutrínókat is érzékelhetik.

A neutrínók mindenütt jelen vannak, mégsem árulják el magukat. Áthaladnak az egész Földön és a testünkön is anélkül, hogy észrevennénk őket. Nagyon ritkán azonban egy neutrínó kölcsönhatásba lép egy atommaggal, és ez lehetővé teszi, hogy a megfelelő berendezéssel rendelkező kutatók kimutassák őket.

A tudósok régóta tudják, hogy a kozmoszban természetes részecskegyorsítók találhatók, amelyek akár a földi laboratóriumokban elérhető energiánál egymilliószor nagyobb energiájú részecskéket is kibocsáthatnak. Ezeknek a forrásoknak számos tulajdonsága rejtélyes: mik ezek, hol találhatók, és melyek a bennük zajló legfontosabb folyamatok?

A rendkívül nagy energiájú neutrínók ugyanabban a környezetben keletkeznek, mint más típusú részecskék. Más részecskékkel ellentétben azonban a neutrínók úgy jutnak el hozzánk, hogy közben nem változtatnak irányt és nem veszítenek energiájukból. Ez azt jelenti, hogy olyan információkat szolgáltathatnak, amelyekhez más módon nem lehet hozzájutni.

Francis Halzen 1988-ban mutatta be először elképzelését a neutrínók Déli-sarkon történő érzékeléséről. Amikor egy neutrínó összeütközik egy atommaggal, egy felvillanó fényjel keletkezik, amelyet a tiszta gleccserjégbe telepített érzékelők nyomon tudnak követni. A Déli-sark jege számos előnnyel jár: mentes a különféle zavaró hatásoktól, és a terület geológiailag stabil, nincsenek földrengések. Halzen elképzelése hamarosan más kutatók támogatását is elnyerte, és alig néhány évvel később megkezdődtek az érzékelők jégbe telepítésével kapcsolatos előzetes tesztek.

A rendkívül nagy energiájú kozmikus neutrínók nagyon ritkák, ezért a megfelelő számú ütközés megfigyeléséhez hatalmas jégtömegre van szükség. Az IceCube egy teljes köbkilométernyi jeget fed le, és 2011-ben készült el. A kutatók hamarosan felfedezték az első nagy energiájú neutrínókat, néhány évvel később pedig közzétehették azoknak a neutrínóknak a felfedezését, amelyeknek a Naprendszerünkön messze kívülről kell származniuk. Ezzel kezdetét vehette a világegyetem neutrínóforrásainak módszeres kutatása.

„Francis Halzen egy nemzetközi kutatókból és mérnökökből álló csapatot vezetett, amely egy fantasztikus műszert hozott létre számunkra. Kitartása és tudományos víziója megnyitotta az utat a csillagászat egy új formája előtt” – mondta Mark Pearce, a Nobel-fizikai bizottság elnöke.

Az IceCube által folyamatosan gyűjtött neutrínóészlelések új ismeretekkel szolgálnak majd azokról a szélsőséges, heves környezetekről, amelyekben nagy energiájú neutrínók keletkezhetnek – és akár korábban ismeretlen kozmikus jelenségekre is fényt deríthetnek.

A fizikai Nobel-díjjal 2026-ban 12 millió svéd korona, azaz körülbelül 390 millió forint jár, miután a Nobel Alapítvány 9%-kal megemelte a pénzjutalom összegét az inflációra tekintettel. 

A fizikai Nobel-díjat magyarnak legutoljára 2023-ban ítélték oda: Krausz Ferencnek, aki Pierre Agostinival és Anne L'Huillierrel kapta meg az elismerést az attoszekundumos fényimpulzusok kutatásáért. Érdemes korábbi magyar kitüntetettjeinkről is megemlékezni:  Lénárd Fülöp 1905-ben a katódsugaras vizsgálatokra alapozott atommodelljéért, Wigner Jenő 1963-ban az atommagok és az elemi részecskék elméletének továbbfejlesztéséért, Gábor Dénes 1971-ben a holográfiai módszer feltalálásáért és fejlesztéséért kapta meg a világ egyik legrangosabb elismerését. 

Karl Deisseroth, Peter Hegemann és Georg Nagel munkája segített kifejleszteni azt a módszert, amellyel idegsejteket egyenként lehet ki- és aztán újra bekapcsolni az élő aggyal végzett kutatások során.