Il premio Nobel per la fisica 2026 è stato assegnato al fisico Francis Halzen “per il suo fondamentale contributo all’IceCube Neutrino Observatory e per la scoperta dei neutrini ad alta energia di origine astrofisica”. E’questa  la motivazione data  dalla Accademia Reale delle Scienze Svedese  di Stoccolma che gli ha conferito il prestigioso premio.

Nato in Belgio nel 1944, dove si è formato all’Università Cattolica di Lovanio, dal 1972 fa parte del corpo docente dell’Università del Winsconsin-Madison ed è principal investigator (coordinatore scientifico) dell’esperimento IceCube in Antartide. Da decenni è impegnato nella ricerca di confine tra fisica delle particelle, astrofisica e cosmologia e  per il suo lavoro sull’astronomia dei neutrini ha ricevuto già  in passato altri riconoscimenti importanti.

Il neutrino, ipotizzato  per la prima volta nel 1930  dal fisico  Wolfang Pauli e rinominato da Enrico Fermi, che cambiò  il suo nome da neutrone a neutrino, è una particella molto comune nell’Universo ed è considerato un messaggero importante di ciò che succede nel cosmo, o più semplicemente nel Sole, studiando i neutrini solari. E’ stato definito una particella subatomica  “estrema” perché non ha carica elettrica, ha una massa piccolissima, 100 milioni di volte minore di  quella di un elettrone ed è  difficile da “catturare”,  perché trapassa indisturbata la materia e i campi magnetici. Per studiare questa particella elusiva sono da anni al lavoro in tutto il mondo rilevatori di ogni tipo la maggior parte dei quali appartengono alla “famiglia Cherenkov”.

Tra questi c’è IceCube, di cui Halzen è il principale artefice, uno  strumento formidabile per studiare il cosmo.  Un rivelatore Čerenkov, ( o Cherenkov) , costituito di un chilometro cubo di ghiaccio posizionato  al Polo sud, trasformato in un osservatorio per  esplorare gli eventi più violenti dell’Universo e  individuarne uno dei  prodotti più elusivi: i neutrini ad alta energia.

L’idea di usare il ghiaccio come rivelatore venne ad Halzen negli anni 80, quando iniziò a lavorare, nel 1987, al progetto Amanda, precursore di IceCube, dimostrando che un telescopio di neutrini immerso nel ghiaccio poteva funzionare. La costruzione di Ice Cube iniziò nel 2004 e si concluse nel 2010.  Nel 2013,  arrivò il risultato che diede ragione ad Hanzel: l’evidenza di un flusso di neutrini cosmici ad altissima energia provenienti da oltre la Via Lattea.

Con Ice Cube,   Halzen e collaboratori, hanno contribuito,  in anni di lavoro,  alla scoperta di queste particelle in modo decisivo. Il rivelatore  sfrutta  il fatto che un  neutrino, interagendo con una molecola di ghiaccio o acqua, produce particelle cariche  secondarie,  che viaggiano più velocemente della luce nel mezzo circostante (acqua o ghiaccio), generando l’effetto Čerenkov  e cioè l’emissione di  un lampo di luce blu, che viene catturato da migliaia di fotomoltiplicatori distribuiti fino a 2.5 chilometri di profondità.

Il lavoro di Halzen, si basa su questo fenomeno rarissimo e sull’analisi della distribuzione delle particelle e dell’intensità della luce, che permetterà, poi, di ricostruire l’energia dei neutrini  e, soprattutto,  la direzione da cui provengono. IceCube, provando l’esistenza di neutrini provenienti da galassie attive e blazar  e rilevando  neutrini ad altissima energia provenienti da sorgenti come buchi neri, supernove, raggi cosmici, è diventato,  di fatto, un tassello fondamentale nella moderna astronomia multi messaggera che mette insieme luce, neutrini, onde gravitazionali al fine di comprendere meglio gli eventi cosmici più estremi. Tuttavia si tratta di un esperimento in continua evoluzione: proprio quest’anno è stato completato un importante upgrade con centinaia di nuovi sensori nel ghiaccio artico, preludio al futuro  progetto di IceCube-Gen2. (Rita Lena)