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Der diesjährige Nobelpreis für Physik geht an den belgisch-amerikanischen Teilchenforscher Francis Halzen (82). Das teilte die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften in Stockholm mit. Geehrt wird Halzen für maßgebliche Beiträge zum Neutrino-Observatorium „IceCube“ in der Antarktis.
Der Vorsitzende des Physik-Nobelkomitees, Mark Pearce, sagte, Halzens Hartnäckigkeit und wissenschaftliche Vision hätten den Weg für eine neue Form der Astronomie bereitet. Halzen ist Professor an der Universität von Wisconsin in Madison.
Auf der Spur von Geisterteilchen
Nach Angaben der Akademie erkannte Halzen schon früh, dass sich das Eis am Südpol hervorragend eignet, um Neutrinos aufzuspüren, die oft auch Geisterteilchen genannt werden. Seine Pläne stellte er bereits 1988 vor. Daraus entstand mit „IceCube“ ein außergewöhnliches Forschungsinstrument: ein mit Sensoren ausgestatteter Kubikkilometer Gletschereis in der Antarktis, der 2011 vollständig in Betrieb ging.
Wie das Teilchenforschungszentrum Desy erklärt, gelang mit dem Observatorium der erste Nachweis hochenergetischer kosmischer Neutrinos. Damit habe sich ein neues Beobachtungsfenster zu den extremsten Regionen des Universums geöffnet.
Deutschland bei „IceCube“ stark vertreten
Deutschland ist an der IceCube Collaboration wesentlich beteiligt und stellt nach den USA das zweitgrößte nationale Kontingent. Mit dabei sind unter anderem Desy und das Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Deutsche Gruppen arbeiten nicht nur wissenschaftlich mit, sondern haben auch zentrale Komponenten des Observatoriums entwickelt.
Der RWTH-Aachen-Forscher Christopher Wiebusch, der selbst an „IceCube“ mitarbeitet und Halzen seit Jahren kennt, sprach von einem großen kulturellen Gewinn. Das Projekt lehre die Menschheit, das Universum auf neue Weise zu sehen. Solche neuen Perspektiven hätten langfristig immer Folgen für die Menschheit gehabt. Halzen beschrieb Wiebusch als außergewöhnlich charismatisch, sehr klug und zugleich nahbar.
Große Freude in Italien
Als der Preis bekanntgegeben wurde, hielt sich Halzen in Italien auf. Die Auszeichnung sei für ihn eine „große Überraschung“ gewesen, sagte er bei der Zuschaltung nach Stockholm. Er habe natürlich nicht damit gerechnet. Zugleich sei es eine große Freude, auch wenn es sich „seltsam“ anfühle, den Nobelpreis zugesprochen zu bekommen.
Zu seinen Plänen für den Tag sagte Halzen, er arbeite derzeit an einem wissenschaftlichen Antrag und hoffe, dass der Nobelpreis die Chancen auf eine Bewilligung erhöhe.
Halzen wurde 1944 im belgischen Tienen geboren, ist heute US-Staatsbürger und promovierte 1969 an der Katholischen Universität Leuven. Dort zeigte man sich nach der Ehrung stolz und überglücklich.
Scheue Teilchen
Neutrinos zählen zu den geheimnisvollsten Elementarteilchen. Im Durchschnitt treffen pro Sekunde rund zehn Milliarden Neutrinos auf jeden Quadratzentimeter der Erdoberfläche – also etwa auf die Fläche eines Fingernagels. Sie spielen in der Kernphysik eine wichtige Rolle, etwa bei der Kernfusion im Inneren der Sonne.
Die Teilchen, nach denen mit „IceCube“ gesucht wird, sind jedoch millionen- bis milliardenfach energiereicher. Sie entstehen etwa bei Sternexplosionen und in der Umgebung supermassereicher Schwarzer Löcher in fernen Galaxien.
Neutrinos wechselwirken mit gewöhnlicher Materie nur äußerst selten. Gerade deshalb ist ihr Nachweis so schwierig. Um diese flüchtigen Teilchen sichtbar zu machen, braucht es große Mengen möglichst reiner Materie. Im antarktischen Eis sind diese Bedingungen erfüllt.
Trifft ein Neutrino dort ausnahmsweise auf ein Wassermolekül, entstehen elektrisch geladene Teilchen, die sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit durch das Eis bewegen und dabei Tscherenkow-Strahlung aussenden. Genau nach diesem Licht sucht „IceCube“. Der riesige Detektor registriert die Signale mit mehreren tausend Lichtsensoren, die in Glaskugeln an langen Trossen tief ins Polareis eingebracht wurden.
Bisher nur „die Spitze des Eisbergs“ sichtbar
Von der Neutrino-Forschung erhoffen sich Physiker weitreichende Erkenntnisse – etwa über Dunkle Materie, den Urknall und mögliche Physik jenseits des Standardmodells. Nach Einschätzung des Nobelkomitees können die mit „IceCube“ gemessenen Wechselwirkungen kosmische Phänomene sichtbar machen, die bislang verborgen geblieben sind.
Der Desy-Forscher Marek Kowalski betonte, bislang sei nur „die Spitze des Eisbergs“ zu sehen: Nur ein kleiner Teil des Neutrino-Himmels sei bisher aufgelöst. Deshalb plant die IceCube Collaboration bereits den nächsten Schritt. Mit „IceCube-Gen2“ soll der Detektor auf acht Kubikkilometer anwachsen; die Nachweisrate kosmischer Neutrinos könnte sich damit verzehnfachen.
Rund eine Million Euro Preisgeld
Der Physik-Nobelpreis ist in diesem Jahr mit zwölf Millionen schwedischen Kronen dotiert, das entspricht rund einer Million Euro.
Im 125. Jahr des Nobelpreises gibt es zudem eine Besonderheit: Erstmals in der Geschichte der Stiftung werden die Namen der Preisträger in Physik, Chemie und Wirtschaftswissenschaften von einer Frau verkündet. Die gebürtige Belgierin Ellen Moons trat zu Jahresbeginn ihr Amt als Generalsekretärin der Akademie an. Sie ist die erste Frau auf diesem Posten seit der Gründung der Institution im Jahr 1739.
Moons sagte, für sie sei es zwar nicht ungewöhnlich, in der Physik zu einer Minderheit von Frauen zu gehören. Die Nobelpreis-Verkündung sei dennoch ein ganz besonderes Ereignis. Man feiere an diesem Tag die Wissenschaft, und es sei für sie eine große Freude, dabei als Sprecherin aufzutreten.
Quelle: dpa/bearbeitet durch Julian Weber
