Physik-Nobelpreis für Francis Halzen: Mit Polareis auf Spur der „Geisterteilchen“

Der belgisch-amerikanische Forscher Francis Halzen erhält den diesjährigen Physik-Nobelpreis. Die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften würdigte seine entscheidenden Beiträge zum Neutrino-Observatorium IceCube und zur Entdeckung hochenergetischer Neutrinos aus dem Weltall.

Neutrinos werden auch „Geisterteilchen“ genannt. Sie besitzen keine elektrische Ladung, haben eine winzige Masse und durchqueren gewöhnliche Materie nahezu ungehindert. Unzählige fliegen ständig durch unseren Körper, ohne dass wir etwas davon bemerken. Gerade deshalb sind sie schwer nachzuweisen.

Das Eis wird zum Detektor

Halzens Idee war, das klare Eis am Südpol für die Suche zu nutzen. Dort entstand IceCube: ein Detektor, der einen ganzen Kubikkilometer Eis umfasst. Tausende Sensoren wurden tief unter der Oberfläche eingefroren.

Die Anlage beobachtet Neutrinos dabei nicht direkt. Wenn eines der Teilchen mit Materie im Eis zusammenstößt, entstehen andere Teilchen, die Licht aussenden. Die Sensoren registrieren diese Lichtspuren. Daraus können Forschende berechnen, aus welcher Richtung das Neutrino kam und wie viel Energie es besaß.

Nach Angaben des IceCube-Projekts wurden dafür 5160 optische Module in etwa 1450 bis 2450 Metern Tiefe installiert. Die Anlage wurde im Dezember 2010 fertiggestellt.

Meist durchqueren Neutrinos auch das Polareis ungehindert. Nur bei seltenen Zusammenstößen mit Atomkernen entstehen Teilchen, deren Lichtspuren die Sensoren erfassen. Weil IceCube eine riesige Eismenge dauerhaft überwacht, lassen sich genügend dieser seltenen Zusammenstöße erfassen, um neue Erkenntnisse über das Universum zu gewinnen.

Auf dem Bildschirm ist ein Porträt von Francis Halzen zu sehen, während Eva Olsson, Ellen Moons und Mark Pearce ihn während einer Pressekonferenz in der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften in Stockholm, Schweden, als Preisträger des Nobelpreises für Physik 2026 bekannt geben.

Botschaften aus dem fernen Universum

Besonders energiereiche Neutrinos liefern Hinweise auf extreme Vorgänge im All. Dabei können sie Informationen aus Regionen zu uns bringen, die mit gewöhnlichen Teleskopen schwer zu untersuchen sind.

Sie geben etwa Hinweise darauf, wo Teilchen im Weltall auf extrem hohe Energien beschleunigt werden, etwa in der Umgebung schwarzer Löcher. Aus ihrer Ankunftsrichtung und Energie können Forschende Rückschlüsse auf die Quelle und die dortigen Vorgänge ziehen.

Nobelpreis mit rund einer Million Euro dotiert

Der 82-jährige Halzen forscht an der University of Wisconsin–Madison in den USA. Seine Vision und wissenschaftliche Führung seien für IceCube grundlegend gewesen, erklärte die Akademie.

Der Preis ist im Jahr 2026 mit zwölf Millionen schwedischen Kronen dotiert, umgerechnet rund einer Million Euro. Überreicht wird er traditionell am 10. Dezember, dem Todestag des Stifters Alfred Nobel.