Շվեդիայի գիտությունների թագավորական ակադեմիան 2026 թվականի ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակը շնորհել է Ֆրենսիս Հալցենին՝ IceCube նեյտրինային աստղադիտարանի աշխատանքում ունեցած վճռորոշ ներդրման և աստղաֆիզիկական ծագման բարձր էներգիայի նեյտրինոների հայտնաբերման համար։
Նոբելյան կոմիտեի հայտարարության համաձայն՝ Ֆրենսիս Հալցենը բոլորովին նոր ուղղության հիմք է դրել աստղագիտության մեջ, հայտնում է BBC-ն:
Նրա գաղափարը հիմնված է եղել Հարավային բևեռի սառցադաշտային սառույցը նեյտրինո կոչվող մասնիկների գրանցման համար օգտագործելու վրա։ Արդյունքում ստեղծվել է IceCube նեյտրինային աստղադիտարանը, որը հնարավորություն է տվել հետևել հեռավոր տիեզերքից եկող նեյտրինոներին։
Հալցենը վճռորոշ դեր է ունեցել IceCube նեյտրինային աստղադիտարանի ստեղծման գործում։ Այն մեկ խորանարդ կիլոմետր ծավալով սառցե խորանարդ է՝ համալրված լուսային տվիչներով։ IceCube-ի միջոցով գիտնականները կարողացել են գրանցել հեռավոր Տիեզերքում չափազանց բարձր էներգիայով գործընթացների հետևանքով առաջացած նեյտրինոները։
Ֆրենսիս Հալցենը ծնվել է 1944 թվականի մարտի 23-ին Բելգիայի Տինեն քաղաքում։ 1969 թվականին նա դոկտորական ատենախոսություն է պաշտպանել Բելգիայի Լյովենի կաթոլիկ համալսարանում՝ KU Leuven-ում։ Նա ԱՄՆ-ի Վիսկոնսին–Մեդիսոնի համալսարանի պրոֆեսոր է։
Նեյտրինոները նյութի հետ բացառիկ թույլ փոխազդող մասնիկներ են, ինչի պատճառով դրանց հայտնաբերումը հատկապես բարդ է։ Շատ հազվադեպ առանձին նեյտրինոն փոխազդում է ատոմային միջուկի հետ, և հենց այդ երևույթն է հնարավորություն տալիս համապատասխան սարքավորումների միջոցով գրանցել այդ մասնիկները։
«Նեյտրինոները ուրվական մասնիկներ են, դրանք գրեթե զանգված չունեն, շարժվում են լույսի արագությամբ և կարող են ուղիղ անցնել ամբողջ գալակտիկայով՝ այդպես էլ ոչ մի բանի չբախվելով։ Ահա թե ինչու դրանք տեսնելու համար հսկայական դետեկտոր է անհրաժեշտ»,- BBC-ին տված հարցազրույցում բացատրել է Օքսֆորդի համալսարանի պրոֆեսոր Սուբիր Սարկարը։
Գիտնականներին վաղուց հայտնի է եղել, որ տիեզերքում գոյություն ունեն մասնիկների բնական արագացուցիչներ, որոնք արտանետում են Երկրի լաբորատորիաներում հասանելիից միլիոն անգամ ավելի բարձր էներգիա ունեցող մասնիկներ։ Այդ աղբյուրների վերաբերյալ բազմաթիվ հարցեր դեռ անպատասխան են մնացել՝ ինչ աղբյուրներ են դրանք, որտեղ են գտնվում և ինչ հիմնական գործընթացներ են այնտեղ տեղի ունենում։
Երկիրը յուրաքանչյուր վայրկյան ենթարկվել է տիեզերական ճառագայթների հոսքի ազդեցությանը։ Դրանք բաղկացած են անհաշիվ մասնիկներից, պրոտոններից և նեյտրոններից, որոնք հզոր էլեկտրամագնիսական դաշտերի ազդեցությամբ արագացել են գրեթե մինչև լույսի արագություն։ Այդ ճառագայթների շարժումը քաոսային է եղել, ինչի պատճառով դրանց ճշգրիտ աղբյուրի որոշումը գրեթե անհնար է դարձել։ Սակայն ճանապարհին այդ մասնիկները բախվել են միջաստղային տարածության գազին և փոշուն։
Չափազանց բարձր էներգիա ունեցող նեյտրինոներն առաջացել են նույն միջավայրերում, որտեղ ձևավորվել են մասնիկների մյուս տեսակները։ Սակայն, ի տարբերություն այլ մասնիկների, նեյտրինոները հասել են մեզ՝ չփոխելով շարժման ուղղությունը և չկորցնելով էներգիան։ Դրա շնորհիվ դրանք կարող են տեղեկություններ տրամադրել, որոնք որևէ այլ եղանակով հնարավոր չէ ստանալ։
Ֆրենսիս Հալցենն առաջին անգամ Հարավային բևեռում նեյտրինոների գրանցման իր հայեցակարգը ներկայացրել է 1988 թվականին։ Երբ նեյտրինոն բախվում է ատոմային միջուկին, առաջանում է լուսային բռնկում, որը հնարավոր է գրանցել թափանցիկ սառցադաշտային սառույցում տեղադրված տվիչների օգնությամբ։
Հարավային բևեռի սառույցն այս նպատակի համար մի շարք առավելություններ ունի, քանի որ զերծ է տարբեր տեսակի խառնուրդներից, իսկ տարածքը երկրաբանորեն կայուն է և չի ենթարկվում երկրաշարժերի։ Հալցենի գաղափարը շուտով ստացել է այլ հետազոտողների աջակցությունը, և ընդամենը մի քանի տարի անց սառույցում իրականացվել են տվիչների նախնական փորձարկումները։
Չափազանց բարձր էներգիա ունեցող տիեզերական նեյտրինոները շատ հազվադեպ են հանդիպում, ուստի բավարար քանակով բախումներ դիտարկելու համար անհրաժեշտ է եղել սառույցի հսկայական ծավալ։ IceCube-ը զբաղեցնում է մեկ խորանարդ կիլոմետր ծավալ, իսկ դրա կառուցումն ավարտվել է 2011 թվականին։
Շուտով հետազոտողները հայտնաբերել են առաջին բարձր էներգիայի նեյտրինոները, իսկ մի քանի տարի անց գրանցել են նեյտրինոներ, որոնք, ըստ ամենայնի, առաջացել են Արեգակնային համակարգից շատ հեռու։
«Ֆրենսիս Հալցենը ղեկավարել է հետազոտողների և ինժեներների միջազգային թիմը, որը ստեղծել է ֆանտաստիկ սարք։ Նրա հաստատակամությունն ու գիտական տեսլականը ճանապարհ են հարթել աստղագիտության նոր տեսակի համար»,- ասել է ֆիզիկայի Նոբելյան կոմիտեի նախագահ Մարկ Փիրսը։
IceCube-ի միջոցով շարունակաբար գրանցվող նեյտրինոների փոխազդեցությունները հետազոտողներին նոր գիտելիքներ են տալու այն ծայրահեղ պայմանների մասին, որոնցում կարող են առաջանալ բարձր էներգիայի նեյտրինոները։ Դրանք կարող են նաև բացահայտել մինչ այժմ անհայտ տիեզերական երևույթներ։