Ғаламды «тыңдайтын» алып детектор: 2026 жылғы физика бойынша Нобель сыйлығы кімге берілді?

2026 жылғы физика бойынша Нобель сыйлығы нейтриноны зерттеуге арналған IceCube обсерваториясын дамытуға зор үлес қосқан бельгиялық-америкалық физик Фрэнсис Хальценге берілді.

Швеция Корольдік ғылым академиясы ғалымды «IceCube нейтрино обсерваториясының жұмысына шешуші үлес қосқаны және астрофизикалық шығу тегі бар жоғары энергиялы нейтриноларды ашқаны үшін» марапаттаған.

Нобель комитетінің мәлімдеуінше, Хальценнің еңбегі астрономияда жаңа бағыттың қалыптасуына жол ашты. Ғалым ғарышты зерттеудің дәстүрлі әдістерінен бөлек, көзге көрінбейтін бөлшектер арқылы Ғаламды бақылау идеясын дамытты.

Нейтрино дегеніміз не?

Нейтриноны қарапайым тілмен «елес бөлшек» деуге болады. Себебі ол материямен өте әлсіз әрекеттеседі. Яғни нейтрино ғарышта орасан зор қашықтықты жүріп өтіп, жолындағы заттармен соқтығыспай Жерге жетуі мүмкін.

BBC мәлімдеуінше, нейтриноның массасы өте аз, олар жарық жылдамдығына жуық қозғалады және тіпті тұтас галактиканы кесіп өтуі мүмкін. Ең қызығы – олардың басым бөлігі ешбір затпен соқтығыспайды.

Сондықтан мұндай бөлшектерді анықтау өте қиын. Ғалымдарға нейтриноны «ұстау» үшін кәдімгі зертханадан әлдеқайда үлкен детектор қажет. Дәл осы жерде IceCube обсерваториясының маңызы артады.

Неліктен обсерватория Оңтүстік полюсте орналасқан?

Фрэнсис Хальцен нейтриноны Оңтүстік полюстің мұзы арқылы тіркеу идеясын алғаш рет 1988 жылы ұсынған.

Оның идеясы қарапайым болғанымен, жүзеге асыруы өте күрделі еді. Ғалымдар Антарктиданың қалың мұз қабатын алып табиғи детектор ретінде пайдалануды көздеді.

Нейтрино мұздағы атом ядросымен өте сирек жағдайда соқтығысқанда, әлсіз жарық жарқылы пайда болады. Мұздың терең қабатына орналастырылған арнайы жарық сенсорлары осы жарқылды тіркейді. Осылайша ғалымдар нейтриноның қай бағыттан келгенін және қаншалықты жоғары энергияға ие болғанын анықтай алады.

Оңтүстік полюстегі мұздың бұл мақсатқа таңдалуы кездейсоқ емес. BBC дерегінше, мұз салыстырмалы түрде таза әрі аймақ геологиялық тұрғыдан тұрақты. Бұл жарық сигналдарын тіркеуге қолайлы жағдай жасайды.

Бір текше шақырымдық алып детектор

IceCube – кәдімгі ғимарат немесе телескоп емес. Оның негізгі бөлігі Антарктида мұзының астында орналасқан.

Обсерватория шамамен бір текше шақырым мұзды қамтиды. Оның ішінде мыңдаған жарық детекторы орналасқан. Мұндай орасан зор көлемнің қажет болуының себебі – жоғары энергиялы ғарыштық нейтринолардың Жерге өте сирек жетуі.

IceCube құрылысы 2011 жылы аяқталды. Кейін ғалымдар жоғары энергиялы нейтриноларды тіркей бастады. Зерттеулер барысында Күн жүйесінен тыс, алыс ғарышта пайда болған болуы мүмкін нейтринолар да анықталды.

Нейтрино ғалымдарға не береді?

Ғарыштан Жерге түрлі бөлшектер үздіксіз келіп жатады. Олардың ішінде ғарыштық сәулелер деп аталатын жоғары энергиялы бөлшектер де бар.

Алайда олардың қозғалысын бақылау оңай емес. Жол бойында ғарыштық сәулелер газбен, шаңмен және магнит өрістерімен әрекеттесіп, бағытын өзгертуі мүмкін. Ал нейтриноның ерекшелігі – олар мұндай кедергілерден салыстырмалы түрде еркін өтеді.

Сондықтан нейтрино ғалымдарға ғаламдағы аса қуатты нысандар туралы ақпарат жеткізе алады. Мысалы, олардың көмегімен жұлдыздардың жарылысы, қара құрдымдардың маңындағы процестер және ғарыштағы басқа да жоғары энергиялы құбылыстар зерттеледі.

Басқаша айтқанда, телескоп ғарышты жарық арқылы көрсе, IceCube оны нейтрино арқылы «тыңдайды».

Хальценнің идеясы қалай жүзеге асты?

Фрэнсис Хальцен 1944 жылы 23 наурызда Бельгияның Тинен қаласында дүниеге келген. 1969 жылы Левен католиктік университетінде докторлық диссертациясын қорғаған.

Кейін АҚШ-қа барып, Висконсин-Мэдисон университетінде еңбек етті. Ол нейтрино физикасы саласындағы зерттеулерін жалғастырып, Оңтүстік полюсте алып детектор салу жобасының жетекші ғалымдарының біріне айналды.

BBC мәліметінше, Хальцен халықаралық зерттеушілер мен инженерлерден құралған үлкен топты басқаруға қатысқан. Жобаның іске асуы бірнеше жылға созылып, Антарктида жағдайында техникалық жағынан өте күрделі жұмыстар жүргізілді.

Нобель комитетінің физика жөніндегі төрағасы Марк Пирс Хальценнің табандылығы мен ғылыми көзқарасы астрономияның жаңа түріне жол ашқанын атап өтті.

Бүгінде IceCube арқылы жиналған мәліметтер ғалымдарға Ғаламдағы ең қуатты процестерді зерттеуге мүмкіндік береді. Ал болашақта бұл обсерватория бұрын белгісіз болған ғарыштық құбылыстарды анықтауға көмектесуі мүмкін.

Нобель сыйлығының тарихынан

Физика бойынша Нобель сыйлығы алғаш рет 1901 жылы берілді. Содан бері бұл марапат 120 рет табысталып, 228 адамға берілген.

Физика саласындағы ең жас Нобель лауреаты – Лоуренс Брэгг. Ол 1915 жылы небәрі 25 жасында сыйлық алған. Ал ең қарт лауреат – Артур Эшкин. Ол 2018 жылы 96 жасында Нобель сыйлығына ие болды.

Нобель апталығы дәстүр бойынша қазан айының басында өтеді. Алдымен медицина және физиология, кейін физика, химия және әдебиет салаларындағы лауреаттар жарияланады. Апта соңында Нобельдің бейбітшілік сыйлығының иегері анықталады. Ал физика бойынша марапатты Швеция Корольдік ғылым академиясы табыстайды.

Фрэнсис Хальценің биылғы марапаты адамзаттың Ғаламды зерттеу тәсілі өзгеріп келе жатқанын көрсетеді. Бұрын ғарышты негізінен жарық пен радиотолқындар арқылы бақылайтын болсақ, қазір ғалымдар көзге көрінбейтін нейтрино бөлшектері арқылы да оның ең жұмбақ құбылыстарын зерттей алады.