Op 6 oktober 2026 kende de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen de Nobelprijs voor Natuurkunde toe aan Francis Halzen. De prijs erkende zijn beslissende bijdragen aan IceCube en de ontdekking van hoogenergetische neutrino’s van astrofysische oorsprong. IceCube is een neutrino-observatorium in Antarctisch ijs dat niet de neutrino’s zelf opvangt, maar het licht van de deeltjes die bij zeldzame neutrino-interacties ontstaan.
Dat indirecte meetprincipe maakt een enorm volume ijs tot een detector voor deeltjes uit de kosmos.
De Nobelprijs en de rol van IceCube
IceCube onderzoekt hoogenergetische neutrino’s: deeltjes die nauwelijks met materie reageren en daardoor informatie uit verre astrofysische omgevingen kunnen meenemen. De Nobelprijs voor Francis Halzen verbindt dat onderzoek aan het observatorium en aan de ontdekking van neutrino’s met een astrofysische oorsprong.
Hoe IceCube neutrino’s detecteert
IceCube meet neutrino’s niet rechtstreeks. Wanneer een neutrino heel soms in of nabij het geïnstrumenteerde ijs reageert, ontstaan geladen secundaire deeltjes. Die deeltjes produceren Cherenkovlicht wanneer ze sneller door het ijs bewegen dan licht zich daar voortplant.
Digitale optische modules, afgekort tot DOM’s, registreren dat licht en leggen het tijdstip van de signalen vast. Computers aan het oppervlak verwerken de signalen om onder meer de richting en energie van een gebeurtenis te reconstrueren. Een neutrino zelf verschijnt dus niet als een rechtstreeks gemeten lichtflits; de detector registreert de lichtsporen van de geladen deeltjes die de interactie voortbrengt.
Een detector in Antarctisch ijs
IceCube gebruikt ongeveer één kubieke kilometer ijs bij Amundsen–Scott South Pole Station. De Antarctische locatie biedt een groot volume helder, stabiel ijs; het ijs laat het licht van de deeltjes door naar de sensoren. De nabijgelegen onderzoeksbasis vormt het decor voor een instrument waarvan het grootste deel diep onder het oppervlak ligt.
In het ijs hangen 5.160 DOM’s aan 86 verticale strings, met 60 modules per string. De sensoren bevinden zich op ongeveer 1.450 tot 2.450 meter diepte. De hoofdarray is ruim opgezet voor hoogenergetische gebeurtenissen. Het compactere DeepCore bestaat uit acht strings en verlaagt de energiedrempel tot ongeveer 10 GeV, waardoor ook lagerenergetische neutrino’s en oscillaties kunnen worden onderzocht.
Aan het oppervlak staat IceTop: 81 stations, elk met twee tanks. In iedere tank zitten twee naar beneden gerichte DOM’s. IceTop meet luchtbuien die ontstaan wanneer kosmische straling de atmosfeer treft en ondersteunt daarnaast het ijkwerk en de afscherming van metingen.
Wat IceCube in de kosmos heeft waargenomen
In september 2017 registreerde IceCube de gebeurtenis IC-170922A, met een gerapporteerde energie van ongeveer 300 TeV. De gebeurtenis viel in tijd en positie samen met de opvlammende blazar TXS 0506+056. Waarnemingen met andere soorten telescopen droegen bij aan de multimessengeranalyse: onderzoekers konden neutrinosignalen naast andere astronomische metingen leggen.
Op 29 juni 2023 rapporteerde de IceCube-samenwerking bewijs voor diffuse emissie van hoogenergetische neutrino’s uit de Melkweg. De analyse gebruikte 60.000 neutrino’s uit tien jaar gegevens. Machinelearning hielp bij het selecteren en reconstrueren van cascades, oftewel deeltjesbuien die ontstaan bij interacties. Het resultaat wees op emissie verspreid over de Melkweg, niet op afzonderlijke geïdentificeerde bronnen.
De gegevens en internationale samenwerking
In een interview dat op 8 oktober 2026 verscheen, beschreef IceCube-onderzoeker Juan Carlos Díaz Vélez een gegevensverwerking waarbij richting, energie en deeltjestype elke twee milliseconden worden berekend. Hij noemde daarnaast ongeveer 10.000 CPU-cores en 1.000 GPU’s in verspreide rekenvoorzieningen voor verwerking en simulaties.
Díaz Vélez beschreef de samenwerking in datzelfde interview als een team van 450 mensen bij 58 instellingen in 14 landen.
