Entdeckung hochenergetischer kosmischer Neutrinos
Francis Halzen erhält Physik-Nobelpreis für IceCube
Der Physik-Nobelpreis 2026 geht an Francis Halzen. Geehrt werden seine Beiträge zum IceCube-Neutrinoobservatorium und zur Entdeckung hochenergetischer kosmischer Neutrinos. Diese Entdeckung gilt als Grundlage einer neuen Form der Astronomie.
Francis Halzen erhält den Physik-Nobelpreis 2026 für seine entscheidenden Beiträge zum IceCube-Neutrinoobservatorium und zur Entdeckung hochenergetischer Neutrinos astrophysikalischen Ursprungs.
The Royal Swedish Academy of Sciences / Nobel Prize
Der Nobelpreis für Physik 2026 geht an den belgisch-US-amerikanischen Physiker Francis Halzen von der University of Wisconsin–Madison. Die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften zeichnet ihn „für entscheidende Beiträge zum IceCube-Neutrinoobservatorium und die Entdeckung hochenergetischer Neutrinos astrophysikalischen Ursprungs“ aus. Halzen erhält den Preis allein und damit die gesamte Preissumme von 12 Millionen schwedischen Kronen (etwas über 1 Millionen Euro).
Mit IceCube haben Halzen und ein internationales Forschungsteam ein neues Beobachtungsinstrument für das Universum geschaffen. Der Detektor nutzt rund einen Kubikkilometer antarktisches Eis am Südpol, um extrem schwer nachweisbare Neutrinos aufzuspüren. 2013 präsentierte die IceCube-Kollaboration erstmals überzeugende Hinweise auf hochenergetische Neutrinos aus Quellen außerhalb des Sonnensystems. Damit etablierte sich die Neutrinoastronomie als weiterer Beobachtungskanal neben elektromagnetischer Astronomie, kosmischer Strahlung und Gravitationswellenastronomie.
IceCube macht das Eis zum Teilchendetektor
Neutrinos sind elektrisch neutrale Elementarteilchen mit extrem geringer Masse. Sie wechselwirken nur sehr selten mit Materie und können deshalb enorme Distanzen zurücklegen. Genau diese Eigenschaft macht ihre Messung schwierig und zugleich wissenschaftlich interessant: Neutrinos können Regionen verlassen, aus denen elektromagnetische Strahlung kaum oder gar nicht zu uns gelangt.
Halzens grundlegende Idee war, das klare Eis tief unter dem Südpol als Detektormedium zu verwenden. IceCube besteht aus 5.160 optischen Sensormodulen, die an 86 Kabelsträngen tief im antarktischen Eis verteilt sind. Zusammen instrumentieren sie ein Volumen von rund einem Kubikkilometer.
Trifft ein Neutrino auf einen Atomkern im Eis, können geladene Sekundärteilchen entstehen. Bewegen diese sich schneller durch das Eis, als sich Licht in diesem Medium ausbreitet, erzeugen sie charakteristisches Cherenkov-Licht. Die Sensoren registrieren diese kurzen Lichtblitze. Aus Zeitpunkt und Intensität der Signale lassen sich unter anderem Energie und Einfallsrichtung des ursprünglichen Teilchens rekonstruieren.
Hochenergetische Neutrinos aus dem Kosmos
Der entscheidende Durchbruch gelang mit Daten aus den Jahren 2010 bis 2012. IceCube registrierte 28 besonders energiereiche Ereignisse, die sich mit dem erwarteten Hintergrund aus atmosphärischen Neutrinos und Myonen nicht ausreichend erklären ließen. Die Ergebnisse lieferten 2013 die ersten starken Belege für einen Fluss hochenergetischer Neutrinos astrophysikalischen Ursprungs. Eine unabhängige Analyse bestätigte den kosmischen Ursprung später mit Daten aus der nördlichen Himmelshemisphäre.
Die Energien solcher Teilchen reichen bis in den Petaelektronenvolt-Bereich. Damit stammen sie aus einigen der energiereichsten Prozesse des Universums. Zu den möglichen Quellen gehören die Umgebungen supermassereicher Schwarzer Löcher, explodierende Sterne oder andere kosmische Teilchenbeschleuniger. Weil Neutrinos keine elektrische Ladung tragen, werden ihre Flugbahnen von kosmischen Magnetfeldern kaum beeinflusst. Ihre Einfallsrichtung kann daher Hinweise auf ihren Ursprung liefern.
Ein wichtiges Beispiel lieferte 2017 das Ereignis IceCube-170922A. Ein hochenergetisches Neutrino traf aus der Richtung des Blazars TXS 0506+056 ein, einer aktiven Galaxie mit einem supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum. Nach dem IceCube-Alarm untersuchten weitere Teleskope die Himmelsregion. Damit wurde deutlich, welches Potenzial die Kombination verschiedener astronomischer Boten für die Erforschung kosmischer Teilchenbeschleuniger besitzt.
Von der Idee zur Neutrinoastronomie
Francis Halzen verfolgt das Konzept eines großen Neutrinodetektors im antarktischen Eis seit den 1980er-Jahren. Ein wichtiger Vorläufer von IceCube war das Experiment AMANDA, mit dem zunächst gezeigt wurde, dass sich tiefes antarktisches Eis tatsächlich als Medium für einen solchen Detektor eignet. IceCube wurde anschließend in deutlich größerem Maßstab aufgebaut und 2010 fertiggestellt.
Das Nobelkomitee hebt dabei ausdrücklich Halzens wissenschaftliche Vision und seine Rolle bei der Entwicklung des Observatoriums hervor. „Mit seiner Ausdauer und wissenschaftlichen Vision hat er den Weg für eine neue Art der Astronomie geebnet“, erklärt Mark Pearce, Vorsitzender des Nobelkomitees für Physik.
Halzen wurde 1944 im belgischen Tienen geboren und promovierte 1969 an der KU Leuven. Er ist Professor an der University of Wisconsin–Madison und Principal Investigator von IceCube. Bereits Anfang 2026 zeichnete ihn die American Physical Society mit ihrer höchsten Forschungsmedaille für seine Beiträge zur Neutrinoastrophysik, seine Leitung von IceCube sowie die Entdeckung hochenergetischer astrophysikalischer Neutrinos und ihrer Quellen aus.
Der Nobelpreis für Physik
Alfred Nobel verfügte in seinem Testament, dass der Physikpreis an die Person gehen solle, die auf diesem Gebiet die wichtigste Entdeckung oder Erfindung gemacht hat. Der erste Nobelpreis für Physik wurde 1901 an Wilhelm Conrad Röntgen für die Entdeckung der nach ihm benannten Strahlen vergeben.
Bis einschließlich 2025 wurde der Nobelpreis für Physik 119-mal an insgesamt 230 Preisträger vergeben. Da John Bardeen den Preis zweimal erhielt, haben 229 verschiedene Personen einen Physik-Nobelpreis erhalten. 47 Preise gingen bislang an eine einzelne Person, 33 wurden zwischen zwei und 39 zwischen drei Preisträgern geteilt.
Ein Nobelpreis darf auf höchstens drei Personen verteilt werden. Wer für den Preis nominiert wurde, bleibt zunächst geheim: Angaben über Nominierte und Nominierende werden erst nach 50 Jahren veröffentlicht. Die endgültige Entscheidung über den Physik-Nobelpreis trifft die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften. Der Nobelpreis besteht aus einer Medaille, einem persönlichen Diplom und einem Preisgeld. Der volle Nobelpreis ist derzeit mit 12 Millionen schwedischen Kronen dotiert. Teilen sich mehrere Personen die Auszeichnung, wird das Preisgeld entsprechend aufgeteilt. Die feierliche Übergabe findet traditionell am 10. Dezember, dem Todestag Alfred Nobels, in Stockholm statt.
Nobelpreis für Physik 2025
Im vergangenen Jahr erhielten John Clarke, Michel H. Devoret und John M. Martinis den Physik-Nobelpreis. Ausgezeichnet wurden ihre Experimente zum makroskopischen quantenmechanischen Tunneln und zur Energiequantisierung in elektrischen Schaltungen. Ihre Arbeiten zeigten, dass sich quantenmechanische Effekte auch in einem elektrischen System mit sehr vielen Teilchen beobachten lassen.
Nobelpreis für Physik 2024
2024 ging der Preis an John J. Hopfield und Geoffrey Hinton. Die Akademie würdigte ihre grundlegenden Entdeckungen und Erfindungen, die maschinelles Lernen mit künstlichen neuronalen Netzen ermöglichen. Damit sorgte die Entscheidung auch für Diskussionen darüber, wie weit das Nobelkomitee den Begriff der Physik fasst.
Der Artikel wurde kurz nach der Bekanntgabe erstellt und weiterhin aktualisiert.
