Нейтринна революція Френсіса Халзена: Нобелівська премія з фізики 2026 року та українсько-харківський слід у дослідженні Всесвіту

Уявить собі частинку, настільки невловиму, що мільярди таких «привидів» щосекунди наскрізь пронизують ваш мізинець, не залишаючи жодного сліду. Вони пролітають крізь планети, стіни та наші власні тіла, практично не взаємодіючи з матерією. Це — нейтрино.

Десятиліттями астрономи мріяли впіймати ці частинки. Адже якщо світло затримується космічним пилом, а заряджені частинки відхиляються магнітними полями, то нейтрино мчать Всесвітом по ідеальній прямій, зберігаючи точну інформацію про місце та катастрофічні події свого народження.

Королівська шведська академія наук присудила Нобелівську премію з фізики 2026 року бельгійсько-американському фізику Френсісу Халзену (Francis Halzen) з Вісконсинського університету в Медісоні.

Формулювання Нобелівського комітету звучить натхненно: «За вирішальний внесок у створення нейтринної обсерваторії IceCube та відкриття високоенергетичних нейтрино астрофізичного походження».

Ідея, за яку Халзен отримав Нобелівську премію, народилася ще у 1988 році. Тоді думки про будівництво гігантського телескопа на найсуворішому та найізольованішому континенті Землі — Антарктиді — здавалися багатьом божевіллям.

Щоб «упіймати» високоенергетичне нейтрино, потрібен колосальний об'єм абсолютно прозорого середовища.

Коли нейтрино вкрай рідко, але все ж зіштовхується з ядром атома, воно породжує вторинні заряджені частинки. Пролітаючи крізь лід зі швидкістю, що перевищує швидкість світла у цьому середовищі, ці частинки випромінюють слабке блакитне сяйво — випромінювання Черенкова.

Френсіс Халзен усвідомив, що ідеальний детектор уже створений самою природою — це древній, прозорий та чистий льодовиковий щит на Південному полюсі. У ньому немає геологічних зсувів, землетрусів чи сторонніх шумів.

Протягом кількох десятиліть Халзен проявляв неймовірну наукову стійкість та лідерство, збираючи міжнародну команду інженерів і науковців. На глибині від 1,4 до 2,5 кілометрів у кризі за допомогою гарячої води було просвердлено 86 свердловин. У них опустили гірлянди з 5160 оптичними сенсорами. Так з'явився IceCube — найбільший у світі телескоп об'ємом в один кубічний кілометр льоду, будівництво якого завершилося у 2011 році.

Навіщо науковцям знадобився кубічний кілометр льоду? Річ у тім, що космічні нейтрино надвисоких енергій прилітають надзвичайно рідко.

Уже невдовзі після запуску IceCube зафіксував перші нейтрино високих енергій, а згодом надав докази того, що ці частинки прилітають із глибин далекого космосу — далеко за межами нашої Сонячної системи.

У Всесвіті існують природні прискорювачі частинок, потужніші за створені людиною (наприклад, Великий адронний колайдер) у мільйони разів. Але що саме слугує цими прискорювачами — надмасивні чорні дири, блазари чи вибухи наднових?

Завдяки IceCube та непохитній науковій концепції Халзена в астрономів з'явився абсолютно новий інструмент — нейтринна астрономія. Нейтрино стали «чистими месенджерами», які показують найжорстокіші та найглибші процеси у Всесвіті без спотворень.

«Френсіс Халзен очолив міжнародну команду дослідників та інженерів, які подарували нам фантастичний інструмент. Його непохитність та наукове бачення проклали шлях до абсолютно нового виду астрономії», — зазначив Марк Пірс, голова Нобелівського комітету з фізики.

Створення нейтринної обсерваторії на Южному полюсі — це перемога міжнародної науки, у яку органічно інтегрована й праця українських дослідників. Хоча сам детектор розташований у товщі антарктичного льоду, обробка його даних і теоретичне осмислення результатів виходять далеко за межі континенту.

Українська астрофізична школа активно залучена до роботи з відкритими даними обсерваторії IceCube. Науковці з Інституту теоретичної фізики імені М. М. Боголюбова НАН України (Київ) та Київського академічного університету досліджують високоенергетичні нейтринні сигнали від далеких сейфертівських галактик та локальних джерел у Чумацькому Шляху.

Крім того, вітчизняні фахівці беруть участь у глобальних програмах мультимесенджерної астрономії, зіставляючи нейтринні «спалахи» IceCube із даними космічних гамма-телескопів.

Якщо говорити про Харків, то його внесок лежить у площині фундаментальної теорії. Харьківська фізична школа є важливою ланкою у дослідженні нейтрино.

ННЦ «Харківський фізико-технічний інститут» (ІТФ ім. О. І. Ахієзера). Харківські теоретики розробляють математичні моделі взаємодії лептонів із ядерною матерією та фізики за межами Стандартної моделі. Саме такі розрахунки дозволяють точніше інтерпретувати рідкісні події зіткнення нейтрино, які фіксують сенсори IceCube.

Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна. Фізики та випускники ХНУ беруть участь у міжнародних колабораціях з дослідження фізики високих енергій, розробляючи теоретичні інструменти для вивчення фундаментальних властивостей частинок.

Завдяки поєднанню антарктичних експериментів Френсіса Халзена та фундаментальної роботи теоретиків по усьому світу — зокрема й в Україні — людство поступово вчиться читати нейтринну карту Всесвіту.

Присудження Нобелівської премії з фізики 2026 року з грошовим еквівалентом у 12 мільйонів шведських крон — це не просто визнання одного масштабного експерименту.

Це перемога дерзновенної людської думки над неосяжними масштабами Всесвіту.

Завдяки детекції нейтрино на Південному полюсі ми тільки починаємо відкривати карту екстремального Космосу. Дані, які щодня збираються у кризі Антарктиди, проливають світло на еволюцію галактик, природу чорних дир та фізику частинок за енергій, які неможливо відтворити в жодній лабораторії світу.

Френсіс Халзен довів: щоб зазирнути у найвіддаленіші куточки Всесвіту, іноді потрібно подивитися не вгору, у небо, а глибоко під ноги — у товщу антарктичного льоду.

Читайте також:

НАТО "для багатих", таємна біолабораторія спливла в Росії. Світ між великою війною, бунтом підлітків і "аграрним вето"

Мережа місцевих медіа «Громада Груп» працює завдяки вашій довірі.

 Підтримайте незалежну регіональну журналістику донатом.

"Громада" розповідає про важливі новини та злободенні теми, робить цікаві подкасти та яскраві відео про життя у громадах Харківського регіону, України та у світі.