Francis Halzen, l'intuizione di catturare i neutrini nel ghiaccio del Polo Sud e farne un telescopio

Lo studioso vincitore del Nobel 2026 per la Fisica Francis Halzen, è stato premiato per il suo rivelatore IceCube, il più grande osservatorio per i neutrini del mondo, che si  trova nei ghiacci dell'Antartide e che nel 2018 è riuscito a catturare queste particelle inafferrabili che arrivano dal cosmo e che attraversano la materia senza lasciare traccia. Grazie a questa scoperta, inseguita in tutto il mondo per decenni, le ricerche di Halzen hanno gettato le basi per una nuova forma di astronomia, basata non sulla luce ma sui neutrini provenienti dagli ambienti più energetici dell'Universo.

Che cos'è e perché i neutrini sono così importanti?

Con questo rivelatore lo studioso ha osservato neutrini ad alta energia (circa 100 volte più energetici delle particelle accelerate nella macchina più potente del mondo, l'Lhc al Cern) da sorgenti non identificate al di fuori della Galassia. Questa scoperta ha stimolato la pianificazione e lo sviluppo di telescopi per neutrini ancora più grandi, sia al Polo Sud sia in profondità sotto l'oceano.

Come spiega l'Accademia nella nota informativa sull'assegnazione del premio "i neutrini sono ovunque, ma non si rivelano facilmente. Attraversano la Terra e i nostri corpi senza che ce ne accorgiamo. Molto raramente, un singolo neutrino interagisce con un nucleo atomico, rendendo possibile la sua rilevazione da parte di chi dispone della strumentazione adeguata".

"Gli scienziati sanno da tempo che il cosmo ospita acceleratori di particelle naturali, capaci di scagliare particelle con energie fino a un milione di volte superiori a quelle raggiungibili nei laboratori terrestri" tuttavia, si ricorda "molti aspetti di queste sorgenti rimangono misteriosi" "Francis Halzen presentò per la prima volta la sua idea di catturare i neutrini al Polo Sud nel 1988. Quando un neutrino collide con un nucleo atomico, genera un lampo di luce rilevabile da sensori immersi nel ghiaccio glaciale, estremamente limpido. Il ghiaccio del Polo Sud offre numerosi vantaggi: è privo di svariate forme di interferenza e l'area è geologicamente stabile, immune da terremoti. L'idea di Halzen ottenne presto il sostegno di altri ricercatori e, pochi anni dopo, furono condotti i primi test sui sensori nel ghiaccio".

"Poiché i neutrini cosmici ad altissima energia sono estremamente rari, è necessario un volume di ghiaccio enorme per osservare un numero sufficiente di collisioni. IceCube occupa un intero chilometro cubo ed è stato completato nel 2011. I ricercatori individuarono ben presto i primi neutrini ad alta energia e, qualche anno più tardi, poterono annunciare la scoperta di neutrini provenienti, con ogni probabilità, da zone ben oltre i confini del nostro sistema solare. La ricerca delle sorgenti di neutrini nell'universo poteva così entrare nel vivo".

"Francis Halzen ha guidato un team internazionale di ricercatori e ingegneri che ci hanno fornito uno strumento straordinario. La sua tenacia e la sua visione scientifica hanno aperto la strada a un nuovo tipo di astronomia", afferma Mark Pearce, presidente del Comitato Nobel per la Fisica. Le interazioni tra neutrini, continuamente rilevate da IceCube, forniranno ai ricercatori nuove conoscenze sugli ambienti violenti in cui possono generarsi neutrini ad alta energia, e potrebbero persino rivelare fenomeni cosmici finora sconosciuti.