فرانسيس هالزن يفوز بجائزة نوبل في الفيزياء عن مرصد النيوترينو في القارة القطبية الجنوبية

فاز فرانسيس هالزن بجائزة نوبل في الفيزياء لعام 2026 لاستخدامه جليد القارة القطبية الجنوبية في رصد جسيمات النيوترينو، مما فتح مساراً جديداً لدراسة الكون.

أعلنت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم عن فوز العالم البلجيكي الأمريكي بالجائزة في ستوكهولم يوم 6 أكتوبر. وجاء التكريم تقديراً لعمله في تطوير مرصد "آيس كيوب" (IceCube) للنيوترينو، الذي يسجل تفاعلات الجسيمات النادرة بدلاً من تجميع الضوء مثل التلسكوبات التقليدية.

وذكرت الأكاديمية أن هذه الملاحظات تساعد الباحثين في تقصي أصول الجسيمات عالية الطاقة وتوفر فرصاً لتحديد ظواهر غير مألوفة. وحذر هالزن، وهو أستاذ في جامعة ويسكونسن-ماديسون، من أن الإمكانات العلمية لا تزال صعبة التحديد.

جليد القارة القطبية الجنوبية يتحول إلى كاشف

يستخدم مرصد "آيس كيوب" أكثر من 5000 مستشعر موزعة عبر كيلومتر مكعب من الجليد بالقرب من محطة أموندسن-سكوت في القطب الجنوبي. وتصل أدواته إلى عمق 2500 متر تحت السطح، مما يحول حجماً من الغطاء الجليدي في القارة القطبية الجنوبية إلى مرصد فلكي.

تتفاعل جسيمات النيوترينو مع المادة بشكل نادر جداً لدرجة أن أعداداً هائلة منها يمكنها المرور عبر الأرض دون ترك إشارة قابلة للكشف. وتنتظر مستشعرات "آيس كيوب" التفاعلات الاستثنائية التي تنتج آثاراً يمكن رصدها، حيث يُتوقع حدوث رصد واحد تقريباً لجسيم عالي الطاقة يومياً في جميع أنحاء المنشأة.

تحمل هذه الجسيمات معلومات من بيئات لا يستطيع الباحثون دراستها بشكل مباشر. ووصفتها الأكاديمية بأنها رسل قادرة على كشف العمليات في المجرات البعيدة والانفجارات النجمية، مما يمنح العلماء وسيلة أخرى لفحص الأحداث عالية الطاقة خارج الأرض.

وقد حدد مرصد "آيس كيوب" نيوترينوات عالية الطاقة قادمة من مجرة درب التبانة وخارجها. وهذا يحدد نطاقاً جغرافياً للبحث، لكن تحديد الأجرام والعمليات الفيزيائية المحددة المسؤولة عن ذلك يظل مهمة علمية قائمة وليس نتيجة محسومة.

مقترح هالزن استغرق عقوداً للبناء

طرح هالزن مفهومه للقطب الجنوبي في عام 1988؛ واكتمل البناء في عام 2011. وتوضح هذه الفترة الفاصلة المسافة بين اقتراح الجليد كوسيط للكشف وتشغيل أداة قادرة على تسجيل التفاعلات النادرة.

وفي حديثه عبر الهاتف خلال الإعلان عن الجائزة، قال هالزن إن الشكوك حول ما إذا كان المشروع سينجح قد ساورته هو أيضاً. كما أكد على دور المتعاونين معه، معبراً عن ارتياحه لأن العمل الذي كان يعتقد أنه يستحق التقدير قد نال الجائزة.

ويشكل الحفاظ على عمل المرصد تحدياً منفصلاً عن بنائه. حيث يقوم فريق صغير خلال فصل الشتاء بصيانة المعدات في ظل طقس القارة القطبية الجنوبية البارد، عندما يمكن لدرجات الحرارة التي تقل عن 50 درجة مئوية تحت الصفر أن تمنع الطائرات من الهبوط وتحد من الوصول إلى الإمدادات.

توسعة "آيس كيوب" تستهدف المزيد من عمليات الرصد

من المقرر أن يقوم المرصد اللاحق المقترح، "آيس كيوب-جين 2" (IceCube-Gen2)، بتجهيز ثمانية كيلومترات مكعبة من الجليد، مقارنة بكيلومتر مكعب واحد للمنشأة الحالية. وتستهدف خطة تطويره التشغيل في عام 2033 ومعدل رصد يعادل 10 أضعاف المستوى الحالي، بما في ذلك إشارات النيوترينو الأكثر خفوتاً.

وإذا حققت هذه التوسعة أهدافها المعلنة، فسيكون لدى الباحثين المزيد من الملاحظات التي يمكنهم من خلالها دراسة المصادر الكونية. ومع ذلك، فإن الزيادة الموعودة في عمليات الرصد هي هدف للمشروع، وليست نتيجة علمية محققة أو ضماناً لأي اكتشاف معين.

وقال هالزن إن المجال سيحتاج إلى أدوات أكبر ومراصد إضافية قبل أن تتضح إمكاناته. وأضاف: "وما سيجلبه هذا الأمر مستحيل التنبؤ به".

كما تربط الجائزة عمله باعترافات سابقة من نوبل لأبحاث النيوترينو، بما في ذلك جائزة عام 2015 التي مُنحت لتاكاكي كاجيتا وآرثر ماكدونالد. ومن المقرر إقامة حفل تسليم الجائزة لهالزن في 10 ديسمبر في ستوكهولم؛ حيث يتمحور الجدول الزمني العلمي الأطول حول توسيع نطاق الملاحظات وتحديد ما تكشفه مصادرها.