Diep onder het Zuidpoolijs vond hij boodschappers uit de kosmos, nu wint hij de Nobelprijs
De Belgische natuurkundige Francis Halzen (82) krijgt de Nobelprijs voor Natuurkunde 2026 voor zijn doorslaggevende bijdrage aan het IceCube-observatorium en de ontdekking van hoogenergetische neutrino’s uit de kosmos. Deze nauwelijks waarneembare deeltjes geven wetenschappers een bijzondere blik op extreme gebeurtenissen in het heelal.
Halzen, verbonden aan de Universiteit van Wisconsin–Madison in de Verenigde Staten, hoeft de prijs niet te delen. Dat is uitzonderlijk: de Nobelprijs voor Natuurkunde gaat vaak naar meerdere onderzoekers.
Wat zijn neutrino’s?
Neutrino’s zijn elementaire deeltjes: voor zover bekend bestaan ze niet uit kleinere onderdelen. Ze hebben geen elektrische lading en een uiterst kleine massa. Ze bewegen met een snelheid die dicht bij de lichtsnelheid ligt.
Ze ontstaan onder meer bij kernreacties in de zon, bij radioactief verval en tijdens supernova’s: de explosies van zware sterren. Neutrino’s met bijzonder hoge energie kunnen ontstaan in extreme kosmische omgevingen, bijvoorbeeld rond actieve superzware zwarte gaten. Niet alle neutrino’s hebben dus extreem veel energie.
Elke seconde gaan enorme aantallen neutrino’s ongemerkt door ons lichaam. Omdat ze vrijwel niet reageren met materie, kunnen ze ook dwars door de aarde reizen. Helemaal ongrijpbaar zijn ze niet: heel af en toe reageert een neutrino met een ander deeltje. Juist die zeldzame gebeurtenissen maken metingen mogelijk.
Waarom zijn ze zo waardevol?
Doordat neutrino’s elektrisch neutraal zijn, buigen magnetische velden hun baan niet af. Bovendien worden ze nauwelijks tegengehouden door de materie die ze onderweg tegenkomen. Daardoor kunnen ze informatie meebrengen uit gebieden die met gewone telescopen moeilijk te onderzoeken zijn.
Hoogenergetische neutrino’s helpen onderzoekers te achterhalen waar en hoe het heelal deeltjes tot uitzonderlijke energieën versnelt. Het zijn als het ware boodschappers van verre kosmische gebeurtenissen.
Een observatorium diep in het Zuidpoolijs
Halzen was een drijvende kracht achter IceCube, een internationaal observatorium op de Zuidpool. Het is geen losse sensor, maar een netwerk van duizenden lichtsensoren in ongeveer een kubieke kilometer ijs.
Wanneer een neutrino in of rond de detector met materie reageert, kunnen geladen deeltjes ontstaan. Die produceren onder bepaalde omstandigheden een uiterst zwakke lichtflits in het ijs. De sensoren registreren dat licht. Daarmee reconstrueren onderzoekers de energie en de richting van het oorspronkelijke neutrino.
IceCube werd in 2011 voltooid. In 2013 presenteerde het onderzoeksteam overtuigend bewijs voor hoogenergetische neutrino’s van buiten ons zonnestelsel. Neutrino’s zelf waren al in 1956 voor het eerst aangetoond: Halzens verdienste ligt dus niet in de allereerste neutrinometing, maar in het openen van dit nieuwe venster op de kosmos.
Ook Nederland draagt bij aan neutrino-onderzoek, onder meer via KM3NeT: een observatorium dat wordt aangelegd op de bodem van de Middellandse Zee.
Ook de bekendmaking schrijft geschiedenis
De prijs werd aangekondigd door de West-Vlaamse professor Ellen Moons. Sinds 1 januari is zij secretaris-generaal van de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen. Ze is de eerste vrouw die in die functie de Nobelprijzen voor Natuurkunde, Chemie en Economie bekendmaakt.