Der belgisch-US-amerikanische Astrophysiker Francis Halzen wird in diesem Jahr mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Das gab die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften in Stockholm bekannt.
Halzen habe erkannt, dass sich das Eis am Südpol zur Verfolgung von Teilchen nutzen lasse, die als Neutrinos bekannt sind. Seine Vision und seine wissenschaftliche Führungsrolle hätten das Neutrino-Observatorium IceCube am Südpol ermöglicht, hieß es. Damit gelang die Entdeckung hochenergetischer Neutrinos aus dem All.
Mithilfe von IceCube – einem Kubikkilometer Eis, der mit Lichtsensoren ausgestattet ist – können Forscher Neutrinos aus extrem energiereichen Prozessen im fernen Universum nachweisen.
Neutrinos – auch Geisterteilchen genannt – zählen zu den geheimnisvollsten Elementarteilchen. Sie besitzen keine elektrische Ladung und fast keine Masse und reagieren nur sehr schwach mit normaler Materie. Daher ist der Nachweis äußerst schwierig.
Ein Neutrino sei ein geisterhafter Bote aus dem Weltraum, sagte der Vorsitzende des Physik-Nobelkomitees, Mark Pearce. Im Mittel treffen in jeder Sekunde zehn Milliarden Neutrinos auf jeden Quadratzentimeter der Erdoberfläche. Zumindest einige davon sollen große Detektoranlagen wie IceCube im antarktischen Eis nachweisen.
Geisterteilchen sind in und um uns
Neutrinos seien überall, aber sie machten sich nicht bemerkbar, teilte die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften mit. Sie würden die Erde und unsere Körper durchdringen, ohne dass der Mensch dies realisiere.
In sehr seltenen Fällen trete ein einzelnes Neutrino mit einem Atomkern in Wechselwirkung. Dies ermögliche es jemandem mit lauter Ausrüstung, sie zu entdecken.
Halzen stellte 1988 erstmals seine Vision vor, Neutrinos am Südpol einzufangen. Wenn ein Neutrino mit einem Atomkern kollidiert, erzeugt es einen Lichtblitz, den Sensoren im klaren Gletschereis erfassen können.
Das Eis am Südpol biete viele gute Bedingungen, da es frei von mancherlei Störungen und das Gebiet als geologisch stabil gilt. Zudem treten dort keine Erdbeben auf. Halzen und seine Idee fanden bald den Rückhalt anderer Forscher. Schon wenige Jahre später wurden erste Tests mit Sensoren im Eis vorgenommen.
Da kosmische Neutrinos mit extrem hohen Energien sehr selten sind, ist ein enormes Eisvolumen erforderlich, um eine ausreichende Anzahl von Kollisionen beobachten zu können. IceCube erstreckt sich über einen ganzen Kubikkilometer und wurde 2011 fertiggestellt.
Die Forscher entdeckten schon bald die ersten hochenergetischen Geisterteilchen und konnten einige Jahre später mit ihrer Entdeckung von Neutrinos an die Öffentlichkeit, die weit außerhalb unseres Sonnensystems entstehen müssen. Die Suche nach den Neutrinoquellen des Universums konnte nun ernsthaft beginnen.
Nobelpreiskomitee würdigt Halzens Durchhaltevermögen
»Francis Halzen hat ein internationales Team von Forschern und Ingenieuren geleitet, das uns ein fantastisches Instrument beschert hat. Seine Beharrlichkeit und seine wissenschaftliche Weitsicht haben den Weg für eine neue Art der Astronomie geebnet«, sagte Pearce.
Im vergangenen Jahr ging der Physiknobelpreis an den Briten John Clarke, den Franzosen Michel Devoret und den US-Amerikaner John Martinis. Sie erhielten die Auszeichnung »für die Entdeckung des makroskopischen quantenmechanischen Tunneleffekts und der Energiequantisierung in einem elektrischen Stromkreis«.
Bereits am Montag wurden die Preisträger des Medizinnobelpreises bekannt gegeben: Es sind die beiden deutschen Forscher Peter Hegemann und Georg Nagel sowie der US-Amerikaner Karl Deisseroth. Sie entwickelten die Optogenetik, eine Methode, mit der sich zeigen lässt, wie Nervenzellen im lebenden Gehirn Erinnerungen, Gefühle und Verhaltensweisen formen, erklärte das Nobelkomitee.
Die Nobelpreise gehen auf den Dynamit-Erfinder und Preisstifter Alfred Nobel (1833-1896) zurück. Er legte in seinem Testament fest, dass diejenigen mit den Preisen ausgezeichnet werden sollten, die der Menschheit im vergangenen Jahr in den einzelnen Preiskategorien den größten Nutzen erwiesen haben.
Die Physik war dabei die erste Kategorie, die Nobel in seinem Testament erwähnte. Der erste Physik-Nobelpreisträger war 1901 der Deutsche Wilhelm Conrad Röntgen. Er wurde für seine Entdeckung der nach ihm benannten Röntgenstrahlen ausgezeichnet.
