Ловцы призрачных частиц во льдах Антарктиды: Нобелевскую премию по физике присудили за исследования нейтрино
Бельгийско-американский учёный Фрэнсис Хальцен получил Нобелевскую премию по физике 2026 года «за решающий вклад в работу нейтринной обсерватории IceCube и открытие высокоэнергетических нейтрино астрофизического происхождения».
Хальцен заложил основу для совершенно нового направления в астрономии, говорится в заявлении Нобелевского комитета.
Его идея заключалась в том, чтобы использовать льды Южного полюса для улавливания нейтрино — мельчайших нейтральных частиц, которые практически не взаимодействуют с материей и свободно проходят сквозь планеты и звёзды. Это привело к созданию обсерватории IceCube — ледяного куба объемом в один кубический километр, оснащенного световыми датчиками. С его помощью ученые впервые смогли регистрировать высокоэнергетические частицы, прилетающие из далёкого космоса.
Фрэнсис Хальцен родился 23 марта 1944 года в бельгийском городе Тинен. В 1969 году защитил докторскую диссертацию в Левенском католическом университете (KU Leuven) в Бельгии. Он профессор Университета Висконсин-Мэдисон в США.
Неуловимые частицы из космоса, зафиксированные на Южном полюсе
Нейтрино — это частицы, которые исключительно слабо взаимодействуют с веществом, поэтому их особенно сложно обнаружить. Очень редко отдельное нейтрино вступает во взаимодействие с атомным ядром, что позволяет обнаружить их с помощью соответствующих приборов.
«Нейтрино — призрачные частицы, они практически не имеют массы, движутся со скоростью света и могут пересечь всю галактику напрямую, так ни разу ни с чем и не столкнувшись. Вот почему, чтобы разглядеть их, требуется огромный детектор», — пояснил «Би-би-си» профессор Оксфордского университета Субир Саркар.
Ученым давно известно, что в космосе существуют естественные ускорители частиц, которые выбрасывают частицы с энергией, в миллион раз превышающей ту, которую можно достичь в лабораториях на Земле. Многое в этих источниках остается загадкой: что это за источники, где они находятся и какие основные процессы в них происходят?
Землю ежесекундно бомбардируют космические лучи, состоящие из бессчетного количества частиц, протонов и нейтронов, разогнанных мощными электромагнитными полями почти до световых скоростей. Движение этих лучей хаотично, и определить их точный источник практически невозможно. Но по пути частицы эти сталкиваются с газом и пылью в межзвездном пространстве.
Нейтрино с чрезвычайно высокими энергиями возникают в тех же средах, что и другие типы частиц. Однако, в отличие от других частиц, нейтрино достигают нас, не меняя направления и не теряя энергии, и как следствие, могут предоставить информацию, недоступную никаким иным способом.
Фрэнсис Хальцен впервые представил свою концепцию регистрации нейтрино на Южном полюсе в 1988 году. Когда нейтрино сталкивается с атомным ядром, возникает вспышка света, которую можно отследить с помощью датчиков, установленных в прозрачном ледниковом льду.
Лед Южного полюса обладает множеством преимуществ, поскольку он свободен от различных видов примесей, а сама область геологически стабильна и не подвержена землетрясениям. Идея Хальцена вскоре получила поддержку других исследователей, и всего через несколько лет были проведены предварительные испытания датчиков во льду.
Космические нейтрино с чрезвычайно высокими энергиями встречаются очень редко, поэтому для наблюдения достаточного количества столкновений требуется огромный объем льда. IceCube занимает объем в один кубический километр, и его строительство было завершено в 2011 году. Вскоре исследователи обнаружили первые высокоэнергичные нейтрино, а спустя несколько лет зарегистрировали нейтрино, которые, по всей видимости, родились далеко за пределами нашей Солнечной системы.
«Фрэнсис Хальцен возглавил международную команду исследователей и инженеров, которые создали фантастический прибор. Его упорство и научное видение проложили путь для нового вида астрономии», — говорит Марк Пирс, председатель Нобелевского комитета по физике.
Взаимодействия нейтрино, которые непрерывно регистрируются IceCube, предоставят исследователям новые знания о бурных условиях, в которых могут возникать высокоэнергичные нейтрино, и даже могут раскрыть ранее неизвестные космические явления.
Отметим, начиная с 1901 года, Нобелевскую премию в области физики присуждали 120 раз, ее лауреатами стали 228 человек. Лауреатами 2025 года стали британец Джон Кларк, американец Джон М. Мартинис и француз Мишель Х. Деворе — они получили премию за открытие макроскопического квантово-механического туннелирования и квантования энергии в электрической цепи.
Читайте также:
- Как рождаются воспоминания: Нобелевскую премию по физиологии присудили за создание оптогенетики
- Французы страдают из-за круассанов, холод опаснее жары, а галактика работает как двигатель — научный дайджест
- Мята снижает давление, у акул нашли кокаин, а в крови людей — вечные химикаты: научный дайджест
nokta
