Der Nobelpreis für Physik geht in diesem Jahr an den belgisch-amerikanischen Teilchenforscher Francis Halzen. Wie die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften in Stockholm mitteilte, wird Halzen für seine entscheidenden Beiträge zum Neutrino-Observatorium «IceCube» und zur Entdeckung hochenergetischer Neutrinos astrophysikalischen Ursprungs ausgezeichnet.
Die Auszeichnung würdigt damit eine jahrzehntelange Forschungsarbeit auf dem Gebiet der Astroteilchenphysik. Neutrinos sind extrem leichte, elektrisch neutrale Elementarteilchen, die nahezu ungehindert durch Materie hindurchfliegen. Hochenergetische Neutrinos astrophysikalischen Ursprungs stammen aus den energiereichsten Prozessen im Universum, etwa aus Supernovae, aktiven Galaxienkernen oder Gammastrahlenausbrüchen. Ihr Nachweis gilt als Meilenstein, weil er einen völlig neuen Blick auf das Universum eröffnet.
Das IceCube-Observatorium befindet sich am geografischen Südpol und besteht aus Tausenden von Lichtsensoren, die tief im antarktischen Eis eingebettet sind. Die Anlage nutzt das Eis als Detektionsmedium: Wenn ein Neutrino mit einem Atomkern im Eis wechselwirkt, entstehen geladene Teilchen, die ihrerseits schwache Lichtblitze aussenden. Diese Lichtsignale werden von den Sensoren registriert und erlauben Rückschlüsse auf Richtung und Energie des ursprünglichen Neutrinos. Halzen gilt als einer der führenden Köpfe hinter der Entwicklung und dem Betrieb dieses Observatoriums.
Die Entdeckung hochenergetischer astrophysikalischer Neutrinos durch IceCube im Jahr 2013 war ein Durchbruch. Zuvor war es zwar gelungen, Neutrinos von der Sonne oder aus irdischen Reaktoren nachzuweisen, doch der extragalaktische Ursprung hochenergetischer Neutrinos blieb lange unbestätigt. Der Nachweis gelang erst mit dem IceCube-Detektor und lieferte den lange gesuchten Beweis, dass solche Teilchen aus dem fernen Weltraum stammen und nicht von kosmischen Strahlen in der Erdatmosphäre erzeugt werden.
Die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften verleiht den Physik-Nobelpreis jährlich an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die herausragende Leistungen auf dem Gebiet der Physik erbracht haben. Die Bekanntgabe erfolgte in Stockholm. Francis Halzen, der sowohl die belgische als auch die US-amerikanische Staatsbürgerschaft besitzt, forscht seit vielen Jahren an der University of Wisconsin-Madison und war maßgeblich am Aufbau und an der wissenschaftlichen Auswertung von IceCube beteiligt.
Mit der Auszeichnung wird ein Forschungsfeld gewürdigt, das sich an der Schnittstelle von Teilchenphysik, Astrophysik und Kosmologie bewegt. Neutrino-Observatorien wie IceCube ergänzen klassische Teleskope, indem sie Informationen über Prozesse liefern, die für elektromagnetische Strahlung oft undurchdringlich sind. Die Entdeckung hochenergetischer Neutrinos astrophysikalischen Ursprungs hat damit ein neues Fenster zum Universum geöffnet und die sogenannte Multi-Messenger-Astronomie entscheidend vorangebracht.
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