Kako su pojasnili iz Kraljevske švedske akademije znanosti, Francis Halzen shvatio je da se led na Južnom polu može koristiti za praćenje čestica poznatih kao neutrini. Njegova vizija i znanstveno vodstvo bili su temeljni za IceCube Neutrino Opservatorij - kubni kilometar leda opremljen svjetlosnim senzorima. Pomoću IceCubea istraživači mogu uhvatiti neutrine iz izuzetno energetski bogatih procesa u dalekom svemiru.

Što su nutrini?

Neutrini su posvuda, prolaze kroz Zemlju i kroz naša tijela, a da mi to ne primijetimo. Vrlo rijetko će jedan neutrino stupiti u interakciju s atomskom jezgrom, što omogućuje nekome s odgovarajućom opremom da ih otkrije.

Znanstvenici već dugo znaju da svemir sadrži prirodne akceleratore čestica, koji izbacuju čestice s energijama i do milijun puta većim od onih koje se mogu postići u laboratorijima na Zemlji. Mnogo toga u vezi s tim izvorima je tajanstveno: što su oni, gdje se nalaze i koji su glavni procesi u njima?

Neutrini s izuzetno visokim energijama nastaju u istim okruženjima kao i druge vrste čestica. Međutim, za razliku od drugih čestica, neutrini do nas dolaze bez promjene smjera ili gubitka energije. To znači da mogu pružiti informacije koje nisu dostupne ni na koji drugi način.

Halzenova vizija hvatanja nevidljivog

Francis Halzen prvi je put predstavio svoju viziju hvatanja neutrina na Južnom polu 1988. godine. Kada se neutrino sudari s atomskom jezgrom, on proizvodi bljesak svjetlosti koji senzori mogu pratiti u prozirnom ledenom ledu. Led Južnog pola ima mnoge prednosti, jer je oslobođen raznih vrsta smetnji, a područje je geološki stabilno, bez potresa. Halzen i njegova ideja ubrzo su dobili podršku drugih istraživača i, samo nekoliko godina kasnije, provedena su preliminarna ispitivanja senzora u ledu.

Kozmički neutrini s ekstremno visokim energijama vrlo su rijetki, pa je za promatranje dovoljnog broja sudara potrebna ogromna količina leda. IceCube pokriva cijeli kubni kilometar i završen je 2011. godine. Istraživači su ubrzo otkrili prve neutrine visoke energije i, nekoliko godina kasnije, mogli su objaviti svoje otkriće neutrina koji moraju potjecati daleko izvan našeg Sunčevog sustava. Potraga za izvorima neutrina u svemiru mogla je ozbiljno započeti.

'Francis Halzen predvodio je međunarodni tim istraživača i inženjera koji su nam pružili fantastičan instrument. Njegova upornost i znanstvena vizija utrli su put novoj vrsti astronomije', istaknuo je Mark Pearce, predsjednik Nobelovog odbora za fiziku.

Posljednjih godina, istraživači koji stoje iza IceCubea su uspjeli vidjeti neutrine visoke energije koji dolaze iz naše galaksije, Mliječne staze. Očekuju da ti neutrini nastaju kada se kozmičko zračenje sudara s atomima u rijetkom plinu između zvijezda.

Projekt koji je inspirirao Halzena 1980-ih, DUMAN, završio je 1995., ali njegove lekcije žive kroz razne druge projekte, poput onih na Bajkalskom jezeru, u Sredozemnom moru, u Južnom kineskom moru i uz zapadnu obalu Kanade. Istovremeno, IceCube nastavlja hvatati neutrine. Sada se planira sljedeće proširenje na Južnom polu, gdje će IceCube-Gen2 biti nevjerojatnih osam kubičnih kilometara leda.

Neutrinske interakcije koje IceCube kontinuirano prikuplja pružit će istraživačima nova znanja o nasilnim okruženjima u kojima se mogu stvarati neutrini visoke energije, a mogle bi čak otkriti i prethodno nepoznate kozmičke fenomene.