EU: Spökjakt på Sydpolen? Det kan aldrig sluta väl.

Francis Halzen, fysikern bakom neutrinodetektorn IceCube, har tilldelats Nobelpriset i fysik för upptäckten av högenergetiska neutriner från rymden. Upptäckten gjordes med hjälp av en detektor som är nedgrävd i den antarktiska isen och har beskrivits som ett genombrott inom astrofysiken.

Neutriner är bland de mest svårfångade partiklar som finns. De har nästan ingen massa och växelverkar extremt svagt med annan materia. Miljarder neutriner passerar genom jorden varje sekund utan att lämna spår. Därför kallas de ofta för spöklika budbärare. Eftersom de inte stoppas av gasmoln, damm eller andra hinder kan de färdas genom hela universum och bära med sig information om de mest våldsamma händelserna i kosmos.

IceCube byggdes vid Sydpolen och är världens största neutrinodetektor. Anläggningen består av tusentals optiska sensorer som sänkts ned i en kubikkilometer ren is. När en neutrino kolliderar med en atomkärna i isen uppstår en svag ljussignal, så kallad Tjerenkov-strålning. Sensorerna registrerar ljuset, och genom att mäta dess riktning och styrka kan forskarna avgöra varifrån neutrinon kommit och hur mycket energi den hade.

Halzen är verksam vid University of Wisconsin–Madison och har lett IceCube-samarbetet sedan starten. Projektet finansieras av bland annat National Science Foundation och involverar forskare från många länder. Valet av Antarktis som plats var ingen slump. Den djupa, klara isen fungerar både som detektorvolym och som skydd mot bakgrundsstrålning. Isen är så genomskinlig att ljussignalerna kan färdas långa sträckor innan de fångas upp.

Upptäckten av kosmiska neutriner har öppnat ett nytt fönster mot universum. Tidigare har astronomer främst studerat ljus, radiovågor och andra former av elektromagnetisk strålning. Men ljus kan stoppas eller förvrängas av materia. Neutriner kan däremot ta sig ut från de mest extrema miljöerna, som områdena kring supermassiva svarta hål, exploderande stjärnor och kolliderande neutronstjärnor. Forskarna hoppas nu kunna identifiera de okända källor som accelererar partiklar till energier långt bortom vad som är möjligt att skapa på jorden.

Neutrinoastronomin är fortfarande ung. Medan traditionell astronomi bygger på ljus som färdats i miljarder år, ger neutriner en direkt bild av de processer där materia accelereras till nära ljusets hastighet. Det gör att IceCube kan fungera som ett slags teleskop för de mest extrema objekten i universum. Redan 2013 kunde samarbetet presentera de första beläggen för neutriner som inte kom från jordens atmosfär eller solen, utan från kosmiska källor. Sedan dess har forskarna successivt kunnat peka ut allt fler möjliga ursprung, även om många källor fortfarande är okända.

Nobelpriset i fysik är ett av de mest prestigefyllda priserna inom vetenskapen. Det delas ut av Kungliga Vetenskapsakademien och belönar upptäckter som förändrat vår förståelse av naturen. Att priset går till en forskare som arbetat med neutriner markerar hur viktig partikelfysiken blivit för astronomin. Forskningen har också fått praktiska effekter, bland annat inom utvecklingen av känsliga detektorer och metoder för att hantera stora datamängder.

Internationella forskningssamarbeten som IceCube blir allt vanligare inom modern vetenskap. Projektet är ett exempel på hur länder och institutioner går samman för att bygga anläggningar som ingen enskild nation kan finansiera på egen hand. Liknande satsningar planeras på andra håll. I Medelhavet byggs exempelvis neutrinoteleskopet KM3NeT, som ska komplettera IceCube genom att studera neutriner från en annan del av himlen. Tillsammans väntas de ge en mer komplett bild av de processer som skapar högenergetiska partiklar i universum.

Upptäckten har även väckt kulturella associationer. Att gräva i isen på Antarktis påminner många om skräckfilmer som John Carpenters ”The Thing”, där polarforskare väcker något okänt ur isen. I verkligheten handlar IceCube dock inte om att väcka hot, utan om att lyssna till universums svagaste signaler. För forskarna är neutrinerna inte skrämmande – de är nycklar till gåtor som länge varit utom räckhåll.

Med Nobelpriset har Francis Halzen och IceCube-samarbetet fått ett erkännande som sträcker sig långt utanför fysikens värld. Upptäckten visar hur grundforskning kan leda till helt nya sätt att observera verkligheten. Och även om rymden kan tyckas skrämmande, är det just genom att studera dess mest svårfångade budbärare som människan kan närma sig svaren på några av de största frågorna om universums uppbyggnad.