氷でできた望遠鏡
スウェーデン王立科学アカデミーは、2026年ノーベル物理学賞をウィスコンシン大学マディソン校のフランシス・ハルツェン氏に授与すると発表した。授賞理由は、IceCubeニュートリノ天文台への決定的な貢献と、天体物理学的起源を持つ高エネルギー・ニュートリノの発見を称えるものだ。ハルツェン氏は今年の賞の唯一の受賞者である。
IceCubeは世界最大のニュートリノ検出器であり、鏡もレンズも持たない。南極の10億トンの超高純度の氷に沈められた弦に何千もの光センサーが吊り下げられ、1立方キロメートルにわたって広がっている。ニュートリノが氷中の原子に衝突すると、その際に生じるかすかな青い光が記録され、ヒットのパターンが発生源の方向を指し示す。
難題から稼働する天文台へ
ハルツェン氏は1980年代後半に、南極の氷が検出媒体として使えると主張した。試作機は数年以内に建造され、建設は2004年に始まり、天文台は2011年に完成した。米国国立科学財団が資金を提供し、ウィスコンシンIceCube素粒子天体物理学センターが率いる国際共同研究チームが運営している。
その成果は2013年、共同研究チームが太陽系外から来た最初の高エネルギー・ニュートリノを報告したときに現れた。その後の研究で、その一部が地球にジェットを向けた銀河であるブレーザーに由来することが突き止められた。これらの粒子は、光子を遮る塵、ガス、磁場を通過するため、光では得られない宇宙の加速器に関する情報を運んでくる。
なぜ重要なのか
ニュートリノは極めて捕らえにくく、遮蔽することはほぼ不可能であるため、一つ一つの検出は貴重だ。関与するエネルギーは、地球上で作られるあらゆるものをはるかに超えている。天文学者は今や、光や重力波とともにニュートリノを使い、崩壊する恒星から餌を食べるブラックホールまで、宇宙で最も激しい現象を研究している。
ハルツェン氏は、目標は常に特定の理論を証明することではなく、新たな窓を開くことだったと述べている。IceCubeはデータを収集し続けており、計画中のアップグレードで配列は拡大・高密度化される。物理学者は、今後10年でより多くの特定された発生源、より鋭い方向、そしておそらく現在のモデルが予測しない物理学がもたらされると期待している。