A 2026. évi fizikai Nobel-díjat Francis Halzen részecskefizikus, az IceCube Neutrínó Obszervatórium vezető kutatója és egyik megalkotója kapta az obszervatórium létrejöttéhez és működéséhez való meghatározó hozzájárulásaiért, valamint az asztrofizikai eredetű nagyenergiás neutrínók felfedezéséért. A nemzetközi IceCube Kollaboráció munkájában 2020 óta vesz részt Kun Emma, a HUN-REN CSFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet kutatója, aki 2019 óta dolgozik együtt a friss Nobel-díjassal.
A Svéd Királyi Tudományos Akadémia október 6-án jelentette be, hogy a 2026-os fizikai Nobel-díjat Francis Halzennek ítéli oda „az IceCube Neutrínó Obszervatóriumhoz való meghatározó hozzájárulásaiért és az asztrofizikai eredetű nagyenergiás neutrínók felfedezéséért”. Halzen kulcsszerepet játszott abban, hogy az antarktiszi jég hatalmas térfogatát nagyenergiás neutrínók detektoraként lehessen használni, és az elképzelésből létrejöjjön a világ legnagyobb neutrínóobszervatóriuma.
Az IceCube mintegy 1 köbkilométernyi antarktiszi jeget használ természetes detektorközegként. A jég mélyébe telepített optikai érzékelők a neutrínók ritka kölcsönhatásaiban keletkező töltött részecskék által kibocsátott Cserenkov-fényt észlelik. A rendkívül gyenge fényjelekből rekonstruálható a neutrínók energiája és érkezési iránya. Az IceCube megfigyelései tették lehetővé annak bizonyítását, hogy a Föld légkörében keletkező neutrínókon túl létezik egy nagyenergiás, asztrofizikai eredetű neutrínópopuláció is.
Az IceCube Neutrínó Obszervatórium a Déli-sarkon, az antarktiszi jég felszíne alatt 1,5–2,5 kilométeres mélységben helyezkedik el. A felszín felett csak az IceCube Lab látható, amely azoknak a számítógépeknek ad helyet, amelyek a jégbe telepített több mint 5000 fényérzékelő adatait gyűjtik. Kredit: IceCube/NSF
Ez a felfedezés új megfigyelési csatornát nyitott az univerzum kutatásában. A neutrínók elektromosan semleges elemi részecskék, ezért útjukat nem térítik el a kozmikus mágneses terek, és az anyaggal is csak rendkívül kis valószínűséggel lépnek kölcsönhatásba. Így olyan extrém kozmikus környezetekből is közvetlen információt hozhatnak, amelyek belső tartományaiba elektromágneses sugárzással nehéz vagy akár lehetetlen betekinteni. A nagyenergiás neutrínócsillagászat egyik legfontosabb kérdése ezért ma már nem az, hogy léteznek-e kozmikus neutrínók, hanem az, hogy milyen objektumokban és azokon belül pontosan hol keletkeznek.
A HUN-REN CSFK kutatója 2019 óta dolgozik együtt a Nobel-díjassal
Ehhez a kutatási területhez kapcsolódik Kun Emma, a HUN-REN CSFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet kutatójának munkája is. Kun Emma 2020 óta hivatalos tagja az IceCube Kollaborációnak, Francis Halzennel pedig már 2019 óta dolgozik együtt. 2022 és 2025 között a németországi Ruhr Egyetem Bochum kutatójaként– többek között Alexander von Humboldt-ösztöndíjasként – folytatta nagyenergiás és multimessenger asztrofizikai kutatásait.
Francis Halzen több, Kun Emma által vezetett, a nagyenergiás neutrínók asztrofizikai forrásait vizsgáló, kis szerzőszámú tanulmány társszerzője. Kutatásaik középpontjában elsősorban az aktív galaxismagok állnak: annak megértése, hogy a szupernagy tömegű fekete lyukak közvetlen környezetében, illetve relativisztikus részecskenyalábjaikban milyen fizikai folyamatok gyorsítják a részecskéket extrém energiákra, és hol keletkezhetnek az IceCube által megfigyelt asztrofizikai eredetű neutrínók.
„Elképesztő érzés, hogy Francis Halzen kapta az idei fizikai Nobel-díjat. Különleges élmény úgy megélni ezt a tudománytörténeti pillanatot, hogy annak a kutatási területnek és kollaborációnak én magam is része vagyok, amelynek a vezetőjét a Nobel-díjjal ismerték el. Történelmi idők ezek Francis és a teljes IceCube-közösség számára.” – mondta Kun Emma.
Új korszak előtt a nagyenergiás neutrínócsillagászat
A Nobel-díj egyben a nagyenergiás neutrínócsillagászat következő korszakára is ráirányítja a figyelmet. 2026-ban befejeződött az IceCube első jelentős bővítése, az IceCube Upgrade telepítése, miközben már tervezik a következő generációs IceCube-Gen2 obszervatóriumot.
A Gen2 optikai detektorának instrumentált térfogata a tervek szerint mintegy nyolcszorosa lenne a jelenlegi IceCube-énak. Ez lényegesen több kozmikus neutrínó észlelését, valamint forrásaik jóval pontosabb feltérképezését teheti lehetővé. A HUN-REN CSFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetében folyó multimessenger kutatások is ezt a következő lépést szolgálják: a kozmikus neutrínók forrásainak azonosítását és azoknak a fizikai körülményeknek a feltárását, amelyek között a világegyetem legnagyobb energiájú részecskegyorsítói működnek.