Francis Halzen wint de Nobelprijs voor Natuurkunde 2026 voor hoge-energie neutrino's

De Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen heeft dinsdag 6 oktober de Nobelprijs voor de Natuurkunde 2026 toegekend aan de Belgisch-Amerikaanse natuurkundige Francis Halzen, "voor doorslaggevende bijdragen aan het IceCube Neutrino Observatorium en de ontdekking van hoogenergetische neutrino's van astrofysische oorsprong". De 82-jarige Halzen is dit jaar de enige laureaat en ontvangt het volledige prijzengeld van 12 miljoen Zweedse kronen. Het comité prees zijn visie en wetenschappelijk leiderschap, waarmee een kubieke kilometer Antarctisch ijs een telescoop werd en een nieuwe manier ontstond om het heelal te bekijken.

Wie is Francis Halzen

Halzen werd in 1944 geboren in Tienen en promoveerde in 1969 aan de KU Leuven. Sinds 1972 is hij verbonden aan de University of Wisconsin-Madison en hij is hoofdonderzoeker van IceCube, een internationale samenwerking van honderden onderzoekers. Telefonisch bereikt in Italië tijdens de bekendmaking noemde hij de prijs een grote verrassing en benadrukte hij dat het succes van IceCube aan de hele samenwerking toebehoort. Hij is na François Englert in 2013 de tweede Belg die de Nobelprijs voor de Natuurkunde wint.

De spookdeeltjes

Neutrino's behoren tot de meest ongrijpbare deeltjes die we kennen. Ze hebben geen elektrische lading, bijna geen massa en gaan nauwelijks een wisselwerking aan met gewone materie, waardoor ze ongemerkt door planeten, sterren en mensen heen gaan. Gemiddeld vliegen er elke seconde zo'n tien miljard door elke vierkante centimeter van het aardoppervlak. De voorzitter van het Nobelcomité voor de Natuurkunde, Mark Pearce, noemde ze spookachtige boodschappers uit de kosmos. Juist wat ze zo moeilijk te vangen maakt, maakt ze waardevol: ze reizen in een rechte lijn, worden niet afgebogen door magnetische velden en ontsnappen uit dichte gebieden in de ruimte waar licht niet uit komt.

Een telescoop van ijs

Om zelfs maar een handvol kosmische neutrino's te vangen, is een gigantische detector nodig. Eind jaren tachtig stelde Halzen voor om het heldere, donkere en stabiele ijs onder de Zuidpool zelf als detector te gebruiken. In 1987 begon hij te werken aan AMANDA, de voorloper van IceCube, waarmee werd aangetoond dat een neutrinotelescoop in het ijs kon werken. IceCube werd in 2010 voltooid: duizenden lichtsensoren aan 86 kabels, neergelaten in met heet water gesmolten boorgaten op ongeveer 1,5 tot 2,5 kilometer diepte. Wanneer een neutrino een atoom in het ijs raakt, ontstaan geladen deeltjes die een zwakke blauwe lichtflits achterlaten, het zogeheten Tsjerenkovlicht. Door te meten wanneer en hoe sterk die flits elke sensor bereikt, bepalen onderzoekers de energie van het neutrino en de richting waaruit het kwam.

De ontdekking

In 2013 publiceerde IceCube in het tijdschrift Science bewijs voor een stroom van zeer hoogenergetische neutrino's van buiten ons melkwegstelsel, met energieën die te hoog zijn om in de aardatmosfeer of het zonnestelsel te zijn ontstaan. In september 2017 registreerde de detector één hoogenergetisch neutrino en bepaalde de richting tot op ongeveer een tiende graad nauwkeurig. Het team deelde de coördinaten met andere observatoria, en NASA's Fermi-ruimtetelescoop vond op dezelfde plek een opvlammende bron van gammastraling: de blazar TXS 0506+056, een actief sterrenstelsel op zo'n 4 miljard lichtjaar afstand. Het was de eerste keer dat een kosmisch neutrino naar een waarschijnlijke bron kon worden herleid. Sindsdien zijn signalen ook gekoppeld aan het actieve sterrenstelsel NGC 1068 en aan onze eigen Melkweg.

Waarom het ertoe doet

Al meer dan een eeuw proberen wetenschappers te verklaren waar kosmische straling vandaan komt, de meest energierijke deeltjes in het heelal. Omdat die deeltjes geladen zijn, verstoren magnetische velden hun baan. Neutrino's die samen met hen ontstaan, wijzen juist rechtstreeks terug naar hun geboorteplaats. Zo kunnen de meest extreme natuurlijke deeltjesversnellers van het heelal worden gelokaliseerd, zoals de omgeving van superzware zwarte gaten. IceCube heeft neutrino's tot een kernonderdeel gemaakt van de multi-messenger-astronomie, waarin dezelfde kosmische gebeurtenissen worden bestudeerd via licht, zwaartekrachtgolven, kosmische straling en neutrino's.

Wat komt er nu

Het observatorium blijft groeien. In 2026 werd een upgrade voltooid die honderden nieuwe sensoren aan het Antarctische ijs toevoegde, een eerste stap richting het veel grotere IceCube-Gen2. Halzen en de andere laureaten van 2026 ontvangen hun medailles op 10 december in Stockholm, de sterfdag van Alfred Nobel.