Nobelovo nagrado za fiziko za leto 2026 je švedska kraljeva akademija znanosti podelila belgijsko-ameriškemu raziskovalcu Francisu Halzenu za “odločilen prispevek k delu observatorija IceCube in odkritja visokoenergijskih nevtrinov astrofizičnega izvora”.
Kaj sploh so nevtrini, kako nastajajo in kaj je njihova posebnost?
Nevtrini so eni od najbolj skrivnostnih osnovnih delcev. Njihova posebnost je v tem, da imajo izredno majhno maso, vseeno pa vemo, da njihova masa ni nič. Prav zaradi majhne mase in dejstva, da so električno nevtralni, jih je strašansko težko zaznavati. Nevtrinov je v vesolju sicer precej, ampak ne reagirajo skoraj z ničemer. Na primer, delec nevtrino lahko preleti skozi celoteno Zemljo, pa bo na drugi strani prišel ven, kot da se mu ni nič zgodilo in bo nadaljeval svojo pot po vesolju. Tudi skozi naša telesa ves čas letijo nevtrini, ampak ker ne reagirajo, tega sploh ne vemo.
Kaj je ključni prispevek Francisa Halzena in zakaj je bila njegova zamisel o zaznavanju visokoenergijskih nevtrinov v ledu na Južnem polu tako prelomna?
Kljub temu, da nevtrini ves čas preletavajo skozi naš planet in zelo neradi reagirajo s čimerkoli, pa se vseeno lahko zgodi, da se ustavijo in to lahko z dobrim eksperimentom zaznamo. Letošnji Nobelov nagrajenec za fiziko Francis Halzen je imel prelomno idejo, da lahko opazujemo ogromno količino polarnega ledu in čakamo, kdaj bo kak nevtrino trčil z atomskim jedrom enega od tamkajšnjih atomov in se ustavil. To namreč sproži energijo v obliki bliska svetlobe in drugih delcev, ki jih tak trk požene skozi led. Te signale potem eksperiment IceCube zazna v svojih detektorjih, zakopanih več kilometrov globoko v ledu ter nam tako omogoči, da opazimo “nevidne” nevtrine.
Zakaj so nevtrini tako pomembni za raziskovanje vesolja? Kaj nam lahko povedo o pojavih v vesolju, česar z drugimi načini opazovanja ne moremo izvedeti?
Nevtrini so pri dogajanju v vesolju zelo pomemben igralec. Na primer, nastajajo ob smrti velikih zvezd, ki eksplodirajo kot supernove. Ko opazujemo supernove s teleskopi, lahko gledamo svetlobo, ki nosi s seboj veliko koristnih informacij. Ima pa svetloba to omejitev, da prihaja zgolj iz zunanjih plasti teh velikih eksplozij. Veliko bolj skrivnostno je, kaj se dogaja v samih jedrih supernov. Tu nam priskočijo na pomoč nevtrini, ki pridejo do nas neposredno iz jedra, saj jih zunanje plasti supernove ne ovirajo ravno zaradi njihove lastnosti, da redko reagirajo s snovjo. Nevtrini so močno povezani tudi z raziskovanjem črnih lukenj, temne snovi in celo našega Sonca.
Zapisal: asistent Jon Judež, Astronomska skupina FMF, UL