Nobelova cena za fyziku 2026 patří belgickému astrofyzikovi Francisi Halzenovi z University of Wisconsin-Madison. Osmdesátidvouletý vědec ji podle oznámení z 6. října získal za objev vysokoenergetických neutrin astrofyzikálního původu – tedy částic, které k nám přilétají z nejprudších dějů ve vesmíru. Cena je 12 milionů švédských korun, v přepočtu asi 25,9 milionu korun. A protože se neutrina chytají hůř než cokoli jiného, musel Halzen postavit detektor z kilometru krychlového antarktického ledu.
Co jsou neutrina a proč se tak těžko chytají
Neutrino je elementární částice bez elektrického náboje a s nepatrnou hmotností. S běžnou hmotou prakticky nereaguje – projde planetou, jako by tam nebyla. To je zároveň jeho největší přednost i největší problém. Přednost proto, že neutrino doletí k Zemi bez odchýlení a nepohlcené, takže nese přímou informaci o místě, kde vzniklo. Problém proto, že z obrovského množství částic se v detektoru zachytí jen zlomek.
Řešením je postavit detektor tak velký, aby ten zlomek byl dost velký na měření. Přesně to je observatoř IceCube: do antarktického ledu jsou zavrtané řetězce optických senzorů, které pokrývají přibližně kilometr krychlový objemu. Stavba byla dokončena v roce 2011.
Jak se neutrino uvidí v ledu
Když neutrino ve velmi vzácném případě narazí na atomové jádro v ledu, vznikne nabitá částice, která se v ledu pohybuje rychleji než světlo v témž prostředí. Vyvolá tím slabý modravý záblesk. Právě tohle modré světlo senzory v hloubce zaznamenávají, a z toho, které senzory a v jakém pořadí se rozsvítily, se dá zpětně spočítat, odkud částice přiletěla a jakou měla energii.
Led je k tomu ideální právě proto, že je čistý, průzračný a tmavý. Žádný umělý nádrž o takovém objemu by nebyl technicky ani finančně realizovatelný, a proto se přístroj vlastně nepostavil – vyhloubil se.
K čemu je to dobré
Vysokoenergetická neutrina vznikají při nejprudších jevech ve vesmíru: při výbuších hvězd, v okolí černých děr a při srážkách neutronových hvězd, kde se podle současných představ tvoří těžší prvky. Dalekohled na světlo takové děje ukáže jen z povrchu, protože světlo se v cestě rozptyluje a pohlcuje. Neutrino přiletí z jejich nitra.
Astronomie díky tomu získala třetí nezávislý kanál informace vedle světla a gravitačních vln. Když se stejný děj zaznamená ve všech třech, dá se o něm říct mnohem víc než z jednoho pozorování – a to je i důvod, proč se dnes observatoře po celém světě vzájemně upozorňují na zachycené signály v řádu minut.
Objevy tohoto druhu mění i to, co se o vesmíru učí ve školách. Základ, na kterém IceCube stojí, položila před víc než stoletím teorie relativity, která přepsala představu o absolutním čase a pevném prostoru, a i dnešní výsledky dokážou otočit zažitý obraz blízkého okolí Země – například studie, podle níž Venuše měla nejspíš vlastní měsíc a sama si ho zničila. Fyzikální experimenty se přitom dají zkoušet i bez Antarktidy: Akademie věd otevřela v Praze 8 naučnou stezku se sedmi interaktivními exponáty před Fyzikálním ústavem.
Zdroj: www.ceskenoviny.cz
