De Belgisch-Amerikaanse fysicus Francis Halzen, 82 jaar en geboren in Tienen, is de enige laureaat van de Nobelprijs voor Natuurkunde 2026. Hij wordt bekroond voor IceCube, een neutrinodetector onder het ijs van de Zuidpool, waarvan de bouw 279,5 miljoen dollar kostte.
De Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen kent hem de volledige prijs toe, goed voor 12 miljoen Zweedse kronen, “voor zijn doorslaggevende bijdragen aan het IceCube Neutrino Observatory en aan de ontdekking van hoogenergetische neutrino’s van astrofysische oorsprong”. De uitreiking vindt op 10 december plaats in Stockholm. De laureaat zei dat hij dit niet had verwacht en wilde de medewerkers van IceCube bij deze eer betrekken, vandaag meer dan 450 wetenschappers van 58 instellingen.
Van theoreticus tot bouwer
Zijn vader leidt een bouwbedrijf en Francis Halzen begint aan een ingenieursopleiding, maar kiest vervolgens voor wiskunde en fysica in Leuven, aan de huidige KU Leuven. Hij denkt eraan om leraar in het middelbaar onderwijs te worden in Landen, maar een beurs van het NFWO, de voorloper van het FWO, leidt hem naar het onderzoek. In 1969 behaalt hij zijn doctoraat. Na een periode bij CERN trekt hij in 1971 voor een gepland verblijf van zes maanden naar de University of Wisconsin–Madison, waar hij zijn hele carrière zal uitbouwen. De theoreticus, die zegt “nooit een experiment te hebben uitgevoerd”, richt zich midden jaren 1980 op neutrinoastronomie.
Hij bedacht het principe van de neutrinotelescoop niet zelf. Dat werd al in 1960 voorgesteld door de Sovjetwetenschapper Moisei Markov, met detectoren die in water werden ondergedompeld. Zijn bijdrage bestaat erin het idee toe te passen op het diepe ijs van de Zuidpool, een concept dat hij in 1988 samen met John G. Learned presenteert. Het prototype AMANDA, dat in de jaren 1990 wordt geïnstalleerd, toont aan dat het ijs, dat dicht bij het oppervlak aanvankelijk als te rijk aan luchtbellen werd beschouwd, onder 1.400 meter uitzonderlijk transparant is en dat de boortechniek werkt. De fysicus vertelde dat hij de avond van 24 december 1993 met zijn computer op schoot doorbracht, wachtend op de bevestiging dat de eerste sensorkabel was geïnstalleerd.
279,5 miljoen dollar onder het ijs
IceCube wordt van 2004 tot 2010 gebouwd in de buurt van het Amundsen–Scott-station. Met warmwaterboringen worden schachten van ongeveer 2,5 kilometer diep gemaakt, waarin 5.160 optische modules aan 86 kabels worden neergelaten, op een diepte van 1.450 tot 2.450 meter. Voor de werkzaamheden zijn meer dan 30.000 persoonsdagen op de Zuidpool nodig. De Amerikaanse NSF draagt 242,1 miljoen dollar bij, de Belgische, Duitse en Zweedse partners 37,4 miljoen. In mei 2011 gaat de volledige detector in gebruik.
De detector registreert de zeldzame neutrino’s die in wisselwerking treden met het ijs, dankzij het blauwe licht dat wordt uitgestraald door de geladen deeltjes die daarbij ontstaan. In 2013 publiceert het tijdschrift Science 28 hoogenergetische gebeurtenissen waarvan de oorsprong niet louter atmosferisch kan zijn. In 2017 wordt een neutrino in verband gebracht met de blazar TXS 0506+056, de eerste overtuigende koppeling aan een bron, zonder daarmee de oorsprong van alle kosmische straling te achterhalen. Daarna volgen in 2022 aanwijzingen uit het actieve sterrenstelsel NGC 1068 en in 2023 een eerste beeld van de Melkweg in neutrino’s.
Francis Halzen vat het traject samen in één zin: “Neutrinoastronomie bestaat.” Mark Pearce, voorzitter van het Nobelcomité voor Natuurkunde, prijst zijn “vasthoudendheid” en zijn “wetenschappelijke visie”, die “de weg hebben vrijgemaakt voor een nieuwe vorm van astronomie”.
Een gok zonder garanties
De stap van AMANDA naar IceCube volgt de logica van een prototype dat vervolgens wordt opgeschaald. Francis Halzen benadrukt dat er na vijftien jaar ontwikkeling en tien jaar bouwen geen enkele ontdekking gegarandeerd was. Hij zegt dat hij zijn gebrek aan een ingenieursopleiding heeft gecompenseerd door zich met de juiste mensen te omringen, te beginnen met de ingenieurs achter de warmwaterboor. Jonge onderzoekers raadt hij aan hun eigen interesses te volgen in plaats van het geld. De vergelijking met een start-up heeft evenwel haar grenzen: IceCube is fundamenteel onderzoek, dat hoofdzakelijk met publieke middelen wordt gefinancierd en waarvan geen financieel rendement wordt verwacht.
Verschillende Belgische media omschrijven hem als de tweede Belgische Nobelprijswinnaar voor Natuurkunde, na François Englert in 2013. België financierde IceCube ook mee via het FNRS en het FWO, en teams van het IIHE (ULB-VUB) en de UCLouvain werken nog altijd mee aan het project. De opvatting dat België mensen opleidt en Amerika de vruchten plukt, verdient dus enige nuance. De laureaat heeft banden met zijn geboorteland behouden en ontving onder meer een eredoctoraat van de Universiteit Gent in 2014.
De Nobelprijs betekent niet het einde van het wetenschappelijke werk: de meeste bronnen van hoogenergetische neutrino’s moeten nog worden geïdentificeerd. In 2026 werd een uitbreiding met meer dan 600 nieuwe sensoren en kalibratie-instrumenten geïnstalleerd, en het toekomstige IceCube-Gen2 moet het geïnstrumenteerde volume vergroten tot ongeveer acht kubieke kilometer.
De geciteerde uitspraken zijn door de redactie uit het Engels vertaald.
