6 października 2026 r. Royal Swedish Academy of Sciences ogłosiła, że Francis Halzen otrzyma Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za decydujący wkład w IceCube oraz odkrycie wysokoenergetycznych neutrin pochodzenia astrofizycznego. IceCube to obserwatorium w antarktycznym lodzie, które wykrywa nie same neutrina, lecz światło powstające po ich rzadkich oddziaływaniach z materią.
Nagroda Nobla i znaczenie IceCube
Halzen przedstawił swoją wizję wykrywania neutrin na biegunie południowym w 1988 r. Wyróżnienie z 2026 r. doceniło jego wkład w rozwój IceCube i odkrywanie wysokoenergetycznych neutrin astrofizycznych. Obserwatorium pozwala badać cząstki docierające do Ziemi z kosmosu, a także właściwości neutrin i promieniowanie kosmiczne.
Jak IceCube wykrywa neutrina
Neutrina są elektrycznie obojętne i bardzo rzadko oddziałują z materią. Gdy jedno z nich wejdzie w interakcję w instrumencie lub w jego pobliżu, może powstać naładowana cząstka wtórna. Poruszając się w lodzie szybciej, niż rozchodzi się w nim światło, emituje ona światło Czerenkowa — słaby błysk rejestrowany przez detektor.
IceCube ma 5 160 cyfrowych modułów optycznych, określanych skrótem DOM. Moduły wykrywają światło, zamieniają sygnały na postać cyfrową i zapisują ich czas. Komputery na powierzchni przetwarzają te dane, by odtworzyć kierunek i energię zdarzenia. Dzięki temu naukowcy mogą wnioskować o właściwościach neutrina, choć sam detektor go bezpośrednio nie obserwuje.
Detektor w antarktycznym lodzie
IceCube obejmuje około 1 km³ lodu w pobliżu stacji Amundsen–Scott na biegunie południowym. 5 160 modułów rozmieszczono na 86 pionowych ciągach, po 60 na każdym. DOM-y znajdują się na głębokości około 1 450–2 450 m. Tak wielka objętość daje rzadko oddziałującym neutrinom więcej lodu, z którym mogą wejść w interakcję.
Położenie ma znaczenie również ze względu na właściwości antarktycznego lodu: jest przejrzysty, a okolica bieguna południowego zapewnia stabilne warunki i małe zakłócenia. W pobliżu działa stacja badawcza, która stanowi zaplecze dla obserwatorium.
W głównej części układu czujniki są rozmieszczone szerzej. Gęściej upakowany DeepCore, złożony z ośmiu centralnych ciągów, zwiększa czułość na neutrina o niższej energii: jego próg wynosi około 10 GeV. Pomaga to między innymi badać oscylacje neutrin. Na powierzchni działa też IceTop — 81 stacji, które rejestrują kaskady cząstek powstające w atmosferze pod wpływem promieniowania kosmicznego.
Co IceCube zaobserwował w kosmosie
We wrześniu 2017 r. IceCube wykrył zdarzenie IC-170922A o energii około 300 TeV. Jego położenie i czas pokrywały się z rozbłyskiem blazara TXS 0506+056. Dalsze obserwacje w zakresie promieniowania gamma, światła widzialnego i fal radiowych z innych teleskopów pomogły powiązać zdarzenie z tym aktywnym jądrem galaktyki.
29 czerwca 2023 r. IceCube Collaboration przedstawiła dowody na wysokoenergetyczną emisję neutrin z Drogi Mlecznej. Analiza obejmowała 60 000 neutrin zebranych w ciągu 10 lat i wykorzystywała metody uczenia maszynowego do lepszego wyboru oraz odtwarzania kaskad cząstek. Wynik wskazywał na rozproszoną emisję z galaktyki, a nie na identyfikację pojedynczych źródeł.
Dane i międzynarodowa współpraca
W rozmowie opublikowanej 8 października 2026 r. badacz IceCube Juan Carlos Díaz Vélez opisał rozproszoną infrastrukturę obliczeniową obejmującą około 10 000 rdzeni CPU i 1 000 procesorów GPU. Jak podał, system wyznacza kierunek, energię i rodzaj cząstki co dwie milisekundy. Te zasoby służą zarówno analizie danych, jak i symulacjom neutrin oraz promieniowania kosmicznego.
Díaz Vélez opisał też skalę współpracy: 450 osób z 58 instytucji w 14 krajach. Fizyczne czujniki są zatopione w lodzie, ale analiza ich sygnałów zależy od pracy wielu zespołów i rozproszonej mocy obliczeniowej.
