Nobelpreis für Physik an Neutrinoforscher Francis Halzen

Francis Halzen, ein belgisch-amerikanischer Physiker, erhält in diesem Jahr den Nobelpreis für Physik. Die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften würdigt den 82-Jährigen für seine bahnbrechende Arbeit bei der Erforschung hochenergetischer Neutrinos astrophysikalischen Ursprungs — winziger Elementarteilchen, die aus den entferntesten Regionen des Universums stammen. Halzen, der an der University of Wisconsin-Madison tätig ist, wird insbesondere für seine Rolle bei der Gründung und Leitung des IceCube-Projekts am Südpol geehrt.

Die Idee war ungewöhnlich: Halzen erkannte bereits 1988, dass das massive Eisschild der Antarktis als natürliches Detektor-Medium für Neutrinos dienen könnte. Statt teure Laboranlagen zu bauen, nutzte er die Natur selbst. Das Konzept wurde Realität, als IceCube 2011 fertiggestellt wurde — ein Kubikkilometer Eis, durchsetzt mit hochempfindlichen Sensoren, die winzigste Spuren von Teilchenreaktionen aufzeichnen. Mark Pearce, Vorsitzender des Physik-Nobelkomitees, beschrieb Halzens Beitrag so: Seine Hartnäckigkeit und wissenschaftliche Vision hätten den Weg für eine völlig neue Form der Astronomie geebnet.

Die Herausforderung bei der Neutrinodetektion liegt in ihrer extremen Seltenheit. Pro Sekunde treffen etwa zehn Milliarden Neutrinos auf jeden Quadratzentimeter der Erdoberfläche, doch sie wechselwirken kaum mit Materie — sie durchdringen die Erde, als wäre sie unsichtbar. Um sie nachzuweisen, braucht man enorme Mengen reinen Materials. Wenn ein Neutrino schließlich mit einem Wassermolekül kollidiert, entstehen elektrisch geladene Teilchen, die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch das Eis rasen und dabei Tscherenkow-Strahlung aussenden — ein schwaches, aber messbares Lichtsignal, das die Sensoren erfassen.

Gerade diese Eigenschaft — dass Neutrinos so selten mit Materie reagieren — macht sie für die Astronomie wertvoll. Sie reisen ungehindert aus astrophysikalischen Quellen, die Millionen oder sogar Milliarden Lichtjahre entfernt sind, und bringen dabei alle Informationen über ihre Herkunft unverändert zur Erde. Bernhard Mehlig von der Akademie der Wissenschaften erklärte, dass dies künftig tiefere Einblicke in das ermöglichen wird, was in weit entfernten Regionen des Universums tatsächlich geschieht.

Das IceCube-Projekt ist längst nicht mehr Halzens Einzelunternehmen. Es ist zu einer großen internationalen Forschungskooperation angewachsen, an der mehr als 450 Menschen aus 14 Ländern beteiligt sind. Pearce betonte, dass ein Projekt dieser Größe unmöglich von einer Person allein bewältigt werden könne — Halzens Verdienst liege darin, diese internationale Zusammenarbeit ins Leben gerufen und geleitet zu haben. Als Halzen von der Preisbekanntgabe erfuhr — er hielt sich gerade in Italien auf — beschrieb er die Nachricht als seltsam und überwältigend. Gleichzeitig betonte er, dass der Preis die Arbeit vieler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler würdige und dass einige sehr wichtige Personen entscheidende Beiträge geleistet hätten.

Der Nobelpreis für Physik ist in diesem Jahr mit zwölf Millionen schwedischen Kronen dotiert — etwa eine Million Euro. Eine weitere Besonderheit dieses Jahres: Zum ersten Mal in der 125-jährigen Geschichte der Stiftung werden die Namen der Nobelpreisträger für Physik, Chemie und Wirtschaftswissenschaften von einer Frau verkündet. Ellen Moons, eine gebürtige Belgierin, trat zum Jahresstart ihr Amt als neue Generalsekretärin der Königlich-Schwedischen Akademie der Wissenschaften an — die erste Frau in dieser Position seit der Gründung der Akademie im Jahr 1739.