Simon Campanello: Inte ens pristagaren själv vet vad hans upptäckt kommer att leda till

Francis Halzen, professor vid University of Wisconsin–Madison, har tilldelats årets Nobelpris i fysik för sitt banbrytande arbete med neutrinoobservatoriet Icecube, beläget djupt nere i Sydpolens istäcke. Priset, som offentliggjordes vid Kungliga Vetenskapsakademien i Stockholm, uppmärksammar en forskningsinsats som sträcker sig över mer än tre decennier och som har öppnat ett helt nytt fönster mot universum.

Idén som ligger till grund för priset föddes redan på 1980-talet. Halzen, född 1944 i belgiska Tienen, hade en djärv vision om hur man skulle kunna fånga de svårfångade neutrinerna – partiklar som slungas ut från avlägsna hörn av kosmos och som sällan interagerar med sin omgivning. Hans lösning var att konstruera ett observatorium djupt under den antarktiska isen, där störningarna från omvärlden är minimala och där ljuseffekterna från neutrinokollisioner med atomkärnor i isen kan registreras.

Det skulle dröja över 30 år från idé till färdig anläggning, men 2011 stod Icecube äntligen klart. Bara några år senare kunde forskarna bakom projektet rapportera om sin första högergineutrino med ursprung långt bortom vårt eget solsystem – en milstolpe inom astrofysiken.

En partikel som utmanade forskarvärlden

Neutrinons historia är kantad av skepsis och vetenskapliga genombrott. När den österrikiske fysikern Wolfgang Pauli 1931 lade fram sin teori om partikeln ska han ha utropat att han gjort något förfärligt. Han trodde att existensen av en så flyktig partikel skulle vara omöjlig att bevisa och satsade en låda champagne på att ingen skulle lyckas.

Han fick dock fel. Redan på 1950-talet kunde neutrinons existens bekräftas experimentellt, och sedan dess har forskning kring dessa så kallade spökpartiklar belönats med inte mindre än fem Nobelpris. Det är inte svårt att förstå fascinationen: neutriner växelverkar knappt alls med sin omgivning, passerar genom materia nästan obehindrat och bär på information om de mest extrema processerna i universum.

De högenergetiska partiklar som Icecube är konstruerat för att fånga upp väckte dessutom stor uppmärksamhet redan innan observatoriet stod klart. När de första av dessa partiklar upptäcktes 1991 var de så energirika att de fick smeknamnet Oh-my-god-partiklar.

Nya insikter om svarta hål och kosmiska acceleratorer

Frågan om vad forskarna faktiskt kan lära sig av Icecube är central för förståelsen av prisets betydelse. Observatoriet förväntas bidra till att förklara hur vissa neutriner kan uppnå så extremt höga energinivåer. En ledande teori är att supermassiva svarta hål fungerar som enormt kraftfulla partikelacceleratorer, men forskningen befinner sig fortfarande i ett tidigt skede.

Som Halzen själv uttryckt det handlar det om att ha öppnat ett nytt fönster mot rymden – och historiskt har sådana nya observationsmöjligheter ofta lett till oväntade upptäckter som ingen kunnat förutse. Forskarvärlden hoppas därför att Icecube och framtida neutrinoobservatorier ska kunna ge svar på frågor som vi ännu inte ens vet att vi bör ställa.

Sveriges roll i projektet

När Halzen nåddes av beskedet under presskonferensen på Kungliga Vetenskapsakademien var han angelägen om att lyfta fram alla som bidragit till att förverkliga Icecube – inte minst de svenska forskare och lärosäten som varit djupt engagerade i projektet. Två nyckelpersoner framhålls särskilt: den bortgångne professorn Per Olof Hult vid Stockholms universitet samt Olga Botner, professor vid Uppsala universitet, som var talesperson för observatoriet under perioden 2013–2017.

Även om ingen svensk forskare finns bland årets pristagare kan Sverige således ändå räkna in en betydande del i äran av det som nu belönas med världens mest prestigefyllda vetenskapspris.

Ett forskningsfält i global utveckling

Icecube-projektet är ett tydligt exempel på hur modern grundforskning allt oftare bedrivs i internationella samarbeten med gigantisk infrastruktur. Observatoriet, som består av tusentals optiska sensorer nedsänkta i en kubikkilometer is, är ett av världens mest avancerade vetenskapliga instrument.

Med Nobelpriset riktas nu strålkastarljuset mot ett forskningsfält som under lång tid arbetat i skymundan. För Francis Halzen innebär utmärkelsen en kulmen på en forskarkarriär som sträckt sig över fem decennier, och för neutrinoastronomin innebär den ett erkännande av dess växande betydelse för vår förståelse av universums mest extrema fenomen.