فرانسیس هالزن برنده نوبل فیزیک ۲۰۲۶ شد | دلیل دریافت جایزه نوبل چیست؟

جایزه نوبل فیزیک ۲۰۲۶ به فرانسیس هالزن، فیزیکدان بلژیکی-آمریکایی و استاد دانشگاه ویسکانسین-مدیسن، اعطا شد. هالزن به دلیل مشارکت‌های تعیین‌کننده در ساخت و توسعه رصدخانه نوترینویی IceCube و کشف نوترینوهای پرانرژی با منشأ اخترفیزیکی مورد تقدیر قرار گرفته است. این رصدخانه که در اعماق یخ‌های قطب جنوب ساخته شده، یکی از مهم‌ترین ابزارهای علمی برای مطالعه ذرات بسیار کم‌تعامل نوترینو و بررسی رویدادهای پرانرژی در جهان محسوب می‌شود.

فرانسیس هالزن برنده نوبل فیزیک ۲۰۲۶ شد

آکادمی سلطنتی علوم سوئد امروز، سه‌شنبه ۶ اکتبر ۲۰۲۶، فرانسیس هالزن را به‌عنوان برنده جایزه نوبل فیزیک معرفی کرد.

هالزن به دلیل فعالیت‌های چند دهه‌ای خود در زمینه فیزیک ذرات و اخترفیزیک نوترینویی، نقش مهمی در شکل‌گیری و توسعه IceCube داشته است. او پژوهشگر اصلی این پروژه بین‌المللی است که با همکاری دانشمندانی از کشورهای مختلف، به مطالعه نوترینوهای پرانرژی می‌پردازد.

دانشگاه ویسکانسین-مدیسن اعلام کرده است که این جایزه برای مشارکت‌های هالزن در درک بهتر نوترینوهای تولیدشده در پرانرژی‌ترین رویدادهای کیهانی به او تعلق گرفته است.

رصدخانه IceCube چیست؟

IceCube یکی از متفاوت‌ترین رصدخانه‌های علمی جهان است که در قطب جنوب قرار دارد. این مجموعه درون حدود یک کیلومتر مکعب از یخ‌های قطب جنوب ساخته شده و هزاران حسگر نوری درون یخ قرار گرفته‌اند.

هدف اصلی IceCube شناسایی نوترینوهاست؛ ذراتی تقریباً بدون جرم و بدون بار الکتریکی که به‌ندرت با ماده برهم‌کنش می‌کنند. همین ویژگی باعث می‌شود نوترینوها بتوانند مسافت‌های بسیار طولانی را تقریباً بدون تغییر طی کنند و اطلاعاتی درباره محل و چگونگی شکل‌گیری آنها به دانشمندان برسانند.

دانشمندان از طریق بررسی این ذرات می‌توانند درباره برخی از شدیدترین پدیده‌های کیهانی، از جمله سیاهچاله‌های بسیار پرجرم و کهکشان‌های فعال، اطلاعات بیشتری به دست آورند.

چرا نوترینوها اهمیت دارند؟

نوترینوها گاهی به دلیل برهم‌کنش بسیار ضعیفشان با ماده، «ذرات شبح» نامیده می‌شوند. آنها می‌توانند از مناطقی عبور کنند که سایر ذرات قادر به عبور مستقیم از آنها نیستند.

از سوی دیگر، پرتوهای کیهانی از ذرات باردار تشکیل شده‌اند و مسیر حرکت آنها در فضا تحت تأثیر میدان‌های مغناطیسی تغییر می‌کند. در نتیجه، تعیین دقیق منشأ آنها دشوار است.

اما نوترینوها مسیر خود را بسیار مستقیم‌تر حفظ می‌کنند و به همین دلیل می‌توانند سرنخ مهمی درباره منابع پرانرژی کیهانی در اختیار دانشمندان قرار دهند.

کشف مهم IceCube

یکی از مهم‌ترین دستاوردهای IceCube در سال ۲۰۱۳ رقم خورد؛ زمانی که این رصدخانه نخستین شواهد مربوط به نوترینوهای پرانرژی خارج از منظومه شمسی را اعلام کرد.

این دستاورد مسیر تازه‌ای را برای مطالعه جهان باز کرد و به شکل‌گیری حوزه‌ای موسوم به اخترفیزیک چندپیامی کمک کرد؛ حوزه‌ای که در آن دانشمندان علاوه بر نور، از ذراتی مانند نوترینوها و امواج گرانشی نیز برای مطالعه رویدادهای دوردست کیهانی استفاده می‌کنند.

در سال ۲۰۱۷ نیز IceCube یک نوترینوی پرانرژی را شناسایی کرد که مسیر آن به سمت یک سیاهچاله بسیار پرجرم در مرکز یک کهکشان دوردست بود. این مشاهدات به دانشمندان کمک کرد تا ارتباط میان برخی منابع کیهانی و پرتوهای کیهانی پرانرژی را بهتر بررسی کنند.

نقش فرانسیس هالزن در پروژه IceCube

هالزن از دهه ۱۹۷۰ عضو هیئت علمی دانشگاه ویسکانسین-مدیسن بوده و در طراحی و توسعه IceCube و آزمایش پیشین آن، یعنی AMANDA، نقش داشته است.

IceCube اکنون بزرگ‌ترین رصدخانه نوترینویی جهان محسوب می‌شود و یک همکاری علمی بین‌المللی را دربر می‌گیرد. این مجموعه با استفاده از حسگرهای نوری تعبیه‌شده در یخ‌های قطب جنوب، آثار بسیار ضعیف برهم‌کنش نوترینوها را شناسایی می‌کند.

اهمیت این پروژه تنها به کشف یک ذره یا یک پدیده محدود نمی‌شود؛ IceCube در واقع امکان مطالعه جهان از طریق پیام‌رسانی غیر از نور را فراهم کرده است.

نوبل فیزیک ۲۰۲۶ چه اهمیتی دارد؟

اعطای نوبل فیزیک به فرانسیس هالزن نشان‌دهنده اهمیت روزافزون اخترفیزیک نوترینویی در شناخت جهان است.

دانشمندان برای سال‌ها تلاش کرده‌اند منشأ پرتوهای کیهانی پرانرژی را پیدا کنند. شناسایی نوترینوهای پرانرژی می‌تواند اطلاعاتی درباره شتاب‌دهنده‌های طبیعی عظیم در جهان در اختیار آنها قرار دهد؛ محیط‌هایی که انرژی آنها بسیار فراتر از توان شتاب‌دهنده‌های ساخته‌شده روی زمین است.

با توسعه IceCube و پروژه‌های نسل بعدی، انتظار می‌رود امکان شناسایی نوترینوهای بیشتری فراهم شود و دانشمندان بتوانند تصویر دقیق‌تری از پرانرژی‌ترین پدیده‌های کیهان به دست آورند. رصدخانه IceCube نیز در سال ۲۰۲۶ نخستین ارتقای عمده خود را از زمان آغاز فعالیتش دریافت کرده است.

جمع‌بندی

فرانسیس هالزن برنده جایزه نوبل فیزیک ۲۰۲۶ شد. این دانشمند به دلیل مشارکت‌های تعیین‌کننده در رصدخانه نوترینویی IceCube و کشف نوترینوهای پرانرژی با منشأ اخترفیزیکی مورد تقدیر قرار گرفت.

پروژه IceCube با قرار دادن هزاران حسگر در اعماق یخ‌های قطب جنوب، پنجره‌ای تازه برای مطالعه جهان باز کرده است. شناسایی نوترینوهایی که از رویدادهای بسیار پرانرژی کیهانی به زمین می‌رسند، به دانشمندان کمک می‌کند منشأ برخی از پرقدرت‌ترین پدیده‌های جهان را بهتر بشناسند.

این جایزه همچنین نقطه عطف مهمی برای دانشگاه ویسکانسین-مدیسن محسوب می‌شود؛ هالزن ششمین فیزیکدان مرتبط با این دانشگاه است که موفق به دریافت نوبل شده است.