6 октября 2026, 20:46

Яна Ларина, Надежда Алексеева

6 октября Нобелевский комитет обнародовал имя лауреата премии по физике за 2026 год. Им стал бельгийско-американский астрофизик Фрэнсис Хальцен. Награду присудили «за решающий вклад в создание нейтринной обсерватории IceCube и открытие нейтрино высоких энергий астрофизического происхождения», сообщается на сайте комитета.

«Фрэнсис Хальцен возглавил международную команду исследователей и инженеров, создавших для нас фантастический прибор. Его упорство и научное видение открыли дорогу новому типу астрономии», — заявил председатель Нобелевского комитета по физике Марк Пирс.

Нейтрино высокие энергии астрофизического происхождения — это частицы, которые могут преодолевать огромные расстояния, не теряя заряд и не меняя направление движения. В частности, нейтрино проходят сквозь планеты или живые организмы. Эти свойства делают частицы интересными для учёных, особенно — астрофизиков, поскольку несут информацию из дальних областей Вселенной, которые трудно исследовать другими методами.

«По сути, это открытие сформировало высокоэнергетическую нейтринную астрономию и позволило дополнить электромагнитные и гравитационно-волновые наблюдения независимым источником информации о наиболее энергичных процессах во Вселенной», — объяснила RT старший научный сотрудник лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ Юлия Зотова.

О существовании нейтрино физики заговорили в 1930-х, заметив, что при радиоактивном распаде ядра сохраняется не вся энергия. Вольфганг Паули предположил, что в этот момент появляется частица, которую не получается зарегистрировать детекторами. В 1956 году их обнаружили Фредерик Райнес и Клайд Коуэн. Вклад Райнерса в 1995 году был отмечен Нобелевской премией. Клайд Коуэн до награды не дожил — он скончался в 1974 году.

Нейтрино проявляют себя только в слабых взаимодействиях, и зафиксировать их присутствие чрезвычайно сложно. Однако при взаимодействии нейтрино с веществом возникают заряженные частицы с характерным свечением, известным как черенковское излучение. Наблюдая за ним, учёные узнали о существовании потока нейтрино сверхвысоких энергий астрофизического происхождения.

Нейтринная обсерватория IceCube Хальцена и его команды занимает кубический километр ледяного массива на Южном полюсе. В нём размещены сенсоры. Принцип работы IceCube основан на регистрации вспышек света, которые возникают при взаимодействии нейтрино с атомами во льду. Если нейтрино сталкивается с атомным ядром, образуются заряженные частицы, движение которых вызывает слабую световую вспышку. Датчики фиксируют излучение, и это позволяет учёным определить направление, откуда пришло нейтрино, и его энергию. 

«Глубокий антарктический лёд является очень прозрачной средой для черенковского излучения. Под большим давлением содержащиеся во льду пузырьки воздуха практически исчезают, поэтому голубой черенковский свет может распространяться на десятки и даже более ста метров до фотодетекторов. При этом на глубинах, где расположены датчики IceCube, практически отсутствует солнечный свет, а сама среда и взаимное расположение замороженных в лёд детекторов остаются чрезвычайно стабильными годами», — отметила Юлия Зотова.

IceCube начал работу в 2011 году. Вскоре удалось зарегистрировать первые нейтрино высоких энергий, а несколько лет спустя была обнародована информация об открытии таких нейтрино, которые, по оценке учёных, возникли далеко за пределами Солнечной системы.

У истоков идеи регистрации нейтрино высоких энергий в таких средах, как лёд и вода, стоял советский физик Моисей Марков. С начале 1990-х сотрудники Института ядерных исследований РАН, Иркутского государственного университета и Иркутского лимнологического института работали над созданием детектора в водах Байкала. В 2010 году учёные  разработали проект Gigaton Volume Detector и начали испытание отдельных систем.

«Байкальский глубоководный нейтринный телескоп Baikal-GVD — крупнейший нейтринный телескоп Северного полушария и второй по размеру действующий нейтринный телескоп мира»,  — отметила Юлия Зотова.

В 2015 году в работу включились Объединённый институт ядерных исследований и ряд других организаций. Учёные поставили цель совместными усилиями довести объём детектора до кубического километра. К 2021 году он составлял 0,4 кубических километра и продолжает увеличиваться.

«В 2026 году эффективный объём Baikal-GVD достиг примерно 0,8 кубических километра, что сопоставимо с масштабами IceCube. Более того, Baikal-GVD независимо подтвердил существование диффузного потока высокоэнергетических космических нейтрино, ранее обнаруженного IceCube», — подчеркнула Зотова.

Она отметила, что Россия, таким образом, располагает собственным крупным независимым инструментом в области нейтринной астрономии, а сам телескоп вошёл в число символов современной отечественной науки.