Фрэнсис Хальцен получил Нобелевскую премию по физике 2026 года за решающий вклад в создание нейтринной обсерватории IceCube и открытие высокоэнергетических нейтрино астрофизического происхождения
Большую часть информации о далеких объектах во Вселенной астрономы получают с помощью электромагнитного излучения — от радиоволн до рентгеновского и гамма-диапазонов, но фотоны на пути к Земле могут поглощаться и рассеиваться веществом.
Обойти эту проблему можно, детектируя нейтрино, которые крайне слабо взаимодействуют с веществом, поэтому способны преодолевать огромные расстояния практически без поглощения и изменения направления. По энергии и направлению пришедших нейтрино можно судить о процессах, происходящих в их источнике. Проблема в том, что по той же причине их очень сложно зарегистрировать. Тем не менее изредка нейтрино все-таки взаимодействуют с веществом, например с ядром атома. Именно на этом и основана работа IceCube.
◦ Физика регистрации примерно следующая: высокоэнергетическое нейтрино взаимодействует с ядром атома во льду и рождает вторичные заряженные частицы, испускающие черенковское излучение. По времени прихода фотонов на фотодетекторы можно восстановить направление и энергию исходного нейтрино.
Хальцен предложил использовать глубокий антарктический лед для подобных наблюдений еще в конце XX века. Сначала идею проверяли в эксперименте AMANDA, а в 1999 году был представлен проект IceCube. Обсерваторию достроили в 2010 году.
◦ Уже через несколько лет IceCube обнаружил поток высокоэнергетических нейтрино астрофизического происхождения. Их энергии достигали петаэлектронвольт – такие частицы невозможно было объяснить только атмосферными процессами.
Позже удалось связать некоторые нейтринные события с активными ядрами галактик. Один из самых известных случаев – нейтрино IceCube-170922A с энергией около 290 ТэВ, пришедшее в 2017 году примерно из направления блазара TXS 0506+056. В это же время у блазара наблюдалась повышенная гамма-активность.
Большую часть информации о далеких объектах во Вселенной астрономы получают с помощью электромагнитного излучения — от радиоволн до рентгеновского и гамма-диапазонов, но фотоны на пути к Земле могут поглощаться и рассеиваться веществом.
Обойти эту проблему можно, детектируя нейтрино, которые крайне слабо взаимодействуют с веществом, поэтому способны преодолевать огромные расстояния практически без поглощения и изменения направления. По энергии и направлению пришедших нейтрино можно судить о процессах, происходящих в их источнике. Проблема в том, что по той же причине их очень сложно зарегистрировать. Тем не менее изредка нейтрино все-таки взаимодействуют с веществом, например с ядром атома. Именно на этом и основана работа IceCube.
IceCube – это огромный нейтринный телескоп в глубинах антарктического льда. Там находятся более пяти тысяч фотодетекторов, объединенных в длинные гирлянды. Объем детектора составляет примерно один кубический километр – отсюда и название IceCube.
◦ Физика регистрации примерно следующая: высокоэнергетическое нейтрино взаимодействует с ядром атома во льду и рождает вторичные заряженные частицы, испускающие черенковское излучение. По времени прихода фотонов на фотодетекторы можно восстановить направление и энергию исходного нейтрино.
Хальцен предложил использовать глубокий антарктический лед для подобных наблюдений еще в конце XX века. Сначала идею проверяли в эксперименте AMANDA, а в 1999 году был представлен проект IceCube. Обсерваторию достроили в 2010 году.
◦ Уже через несколько лет IceCube обнаружил поток высокоэнергетических нейтрино астрофизического происхождения. Их энергии достигали петаэлектронвольт – такие частицы невозможно было объяснить только атмосферными процессами.
Позже удалось связать некоторые нейтринные события с активными ядрами галактик. Один из самых известных случаев – нейтрино IceCube-170922A с энергией около 290 ТэВ, пришедшее в 2017 году примерно из направления блазара TXS 0506+056. В это же время у блазара наблюдалась повышенная гамма-активность.