פרס נובל לפיזיקה ניתן השנה לפרנסיס הלזן (Halzen) מאוניברסיטת ויסקונסין–מדיסון שבארה"ב, מהוגי ניסוי ה-IceCube וממוביליו- לגילוי חלקיקי נייטרינו.

פרסומת

אחת השאלות הבסיסיות הגדולות בפיזיקה היא מהם החלקיקים הבסיסיים ביותר שמהם מורכב הטבע ומהם הכוחות הפועלים ביניהם. לחלקיקים הבסיסיים הללו אנו קוראים חלקיקים אלמנטריים. הנייטרינו הם חלקיקים אלמנטריים בעלי מסה זעירה, כמעט אפסית ביחס לזו של חלקיקים אלמנטריים אחרים, כגון האלקטרון. נייטרינו נעים במהירות הקרובה למהירות האור והם חמקמקים: הם כמעט שאינם מקיימים אינטראקציה (פעולת גומלין) עם חלקיקים אחרים. הסיבה לכך היא שהם אינם נושאים מטען חשמלי ואינם נושאים מטען הקשור לכוח החזק, מטען המכונה "צבע". האינטראקציה היחידה שהם מקיימים היא האינטראקציה החלשה.

לנייטרינו המגיעים לכדור הארץ יש כמה מקורות. חלקם מגיעים מהשמש, לאחר שנוצרו בתהליכים גרעיניים בליבת השמש. נייטרינו אחרים מגיעים לכדור הארץ בעקבות אירועים קוסמיים, כלומר אירועים שאינם קשורים למערכת השמש, למשל התפרצויות קרני גמא.

חלקיקי נייטרינו בדרך כלל חולפים דרך חומר, אולם לעיתים נדירות הם נבלעים בו. ניסוי IceCube, שממוקם בקוטב הדרומי, נועד לגלות חלקיקי נייטרינו בעלי אנרגיה גבוהה. הרעיון הוא לבנות גלאי המורכב מקוביית קרח אדירה, בנפח של קילומטר מעוקב, באזור נקי יחסית מרעש רקע – בקוטב. מדי פעם, עקב האינטראקציה החלשה של הנייטרינו עם החלקיקים שבקוביית הקרח, נפלטים חלקיקי אור (פוטונים), שאותם ניתן לקלוט בגלאים. מניתוח מאפייני הפוטונים ניתן להסיק מהי אנרגיית הנייטרינו ואפילו מהו סוג הנייטרינו.

למעשה, קיימים שלושה סוגים של חלקיקי נייטרינו בטבע: נייטרינו אלקטרוני, נייטרינו מיואוני ונייטרינו טאו. בעזרת IceCube ניתן לגלות בעיקר נייטרינו מיואוניים באנרגיות אדירות.

אפשר ללמוד מהניסוי הן על נייטרינו שנפלטו מהשמש והן על נייטרינו שנפלטו בעקבות אירועים קוסמיים. ייתכן שניתן יהיה ללמוד גם על נייטרינו שמקורם בחומר אפל – חומר מסתורי שעדיין לא התגלה.

פרנסיס הלזן הוא איש ידוע לא רק בזכות המחקר שלו, אלא גם בזכות ספר הלימוד המצוין שכתב על חלקיקים.

ברכות לפרופסור הלזן!

מקורות

1. פרס נובל 2026 - פיזיקה