ایسنا/ جایزه نوبل سال ۲۰۲۶ در رشته فیزیک به «فرانسیس هالزن»(Francis Halzen)، دانشمند بلژیکی و استاد دانشگاه «وینسکانسین مدیسن» به پاس مشارکت‌های تعیین‌کننده در رصدخانه نوترینو آیس‌کیوب(IceCube) و کشف نوترینوهای پرانرژی با منشأ اخترفیزیکی اهدا شد.
جایزه نوبل فیزیک سال ۲۰۲۶ به «فرانسیس هالزن» برای آشکارسازی «ذرات شبح‌وار»(ghost particles) از اعماق فضا، با استفاده از رصدخانه نوترینوی «آیس‌کیوب» در قطب جنوب اعطا شد.
آکادمی سلطنتی علوم سوئد در بیانیه اهدای جایزه به این پژوهشگر نوشت: این جایزه به پاس مشارکت‌های تعیین‌کننده «فرانسیس هالزن» در رصدخانه نوترینوی «آیس‌کیوب» و کشف نوترینوهای پرانرژی با منشأ اخترفیزیکی به وی اعطا می‌شود.
مسیر هالزن برای تبدیل شدن به برنده جایزه نوبل زمانی آغاز شد که دریافت یخ‌های قطب جنوب برای ردیابی ذراتی که در سفر خود از منابع قدرتمند کیهانی از میان زمین عبور می‌کنند، محیطی ایده‌آل است. این ایده منجر به ساخت «آیس‌کیوب» شد که مکعبی یخی به حجم یک کیلومتر مکعب است که به حسگرهای نوری مجهز شده است تا بتواند درخشش‌های بسیار کوچک نوری ناشی از برهم‌کنش نادر نوترینوها با سایر ذرات را رصد کند.
اکنون برای بزرگداشت این دستاورد عظیم برای هالزن و به‌طور کلی علم نوترینو، توضیح می‌دهیم که چرا آشکارسازی نوترینوها برای درک ما از جهان تا این حد اهمیت دارد.
آشکارسازی ارواح کیهانی
نوترینوها پس از فوتون‌ها (ذرات نور)، دومین ذرات فراوان در کل جهان هستی به شمار می‌روند. با این حال، با وجود حضورشان در همه‌جا، نوترینوها لقب مرموز «ذرات شبح‌وار» را به خود اختصاص داده‌اند. دلیل آن این است که در هر ثانیه، حدود ۱۰۰ تریلیون نوترینو از بدن ما عبور می‌کند، بی‌آنکه کوچک‌ترین اثری از آن حس کنیم. در واقع، اگر خوش‌شانس باشیم، در طول عمرمان تنها ممکن است یک نوترینو از میان نوترینوهایی که از بدنمان می‌گذرند، با یکی از اتم‌های بدنمان برهم‌کنش داشته باشد.
این ماهیت شبح‌وار و توانایی عبور بی‌مانع از میان ماده، ناشی از آن است که نوترینوها کاملاً بدون بار الکتریکی و تقریباً بدون جرم هستند و با سرعتی نزدیک به سرعت نور در کیهان حرکت می‌کنند.
همان‌طور که احتمالاً حدس می‌زنید، همین ویژگی‌ها شناسایی، ردیابی و آشکارسازی آنها را فوق‌العاده دشوار می‌کند.
گمان می‌رود که نوترینوهای پرانرژی توسط رویدادهای کیهانی سهمگین و قدرتمندی گسیل می‌شوند که همچون شتاب‌دهنده‌های ذرات کیهانی عمل می‌کنند. نوترینوها پیام‌رسان‌های کیهانی فوق‌العاده‌ای هستند، زیرا می‌توانند بدون تغییر مسیر یا از دست دادن انرژی به ما برسند؛ بدین معنا که حامل اطلاعاتی هستند که هیچ پیام‌رسان دیگری (حتی نور) قادر به حمل آن نیست، اما درک بهتر این رویدادها مستلزم آشکارسازی و ردیابی این «شبح‌های کیهانی» پرانرژی است.
هالزن در سال ۱۹۸۸ برای نخستین بار پیشنهاد کرد که نوترینوها را هنگام عبور از میان یخ‌های قطب جنوب که گاهی موجب برهم‌کنش با اتم‌ها می‌شوند، ردیابی کنند. قطب جنوب یا جنوبگان مکانی ایده‌آل برای این تلاش بود، زیرا عاری از منابع تداخل است و دچار آشفتگی‌های زمین‌شناختی ناشی از زلزله نمی‌شود.
اگرچه جمع‌آوری داده‌ها توسط این رصدخانه از سال ۲۰۰۵ آغاز شده بود، اما پروژه «آیس‌کیوب»(IceCube) به عنوان تجسم نهایی نظریه هالزن، پس از آزمایش‌های اولیه سرانجام در سال ۲۰۱۱ تکمیل شد.
در اوت ۲۰۱۱ و ژانویه ۲۰۱۲، تیمی از دانشمندان ذراتی را با نام‌های مستعار «برت»(Bert) و «ارنی»(Ernie) شناسایی کردند که نخستین نشانه‌های وجود نوترینوهای اخترفیزیکی بودند. سپس خبر کشف ۲۶ نوترینوی اخترفیزیکی دیگر نیز در نوامبر ۲۰۱۳ اعلام شد.
امروزه «آیس‌کیوب» همچنان به جمع‌آوری داده‌های مربوط به نوترینوها ادامه می‌دهد؛ امری که درک ما از کیهان را گسترش داده و فرصتی هیجان‌انگیز برای مشاهده رویدادهای کیهانی که پیش‌تر حتی تصور نمی‌شدند، فراهم می‌آورد.
مارک پیرس(Mark Pearce)، رئیس کمیته نوبل فیزیک گفت: «فرانسیس هالزن» هدایت تیمی بین‌المللی از پژوهشگران و مهندسان را بر عهده داشته است که ابزاری شگفت‌انگیز در اختیار ما قرار داده‌اند. پشتکار و بینش علمی وی، راه را برای نوع جدیدی از اخترشناسی هموار کرده است.
