Francis Halzen – Nobelfysikern som aldrig har satt sin fot på Antarktis

Francis Halzen

Född	23 mars 1944 Tienen, Belgium
Yrke	Fysiker
Priser	Balzanpriset · Cocconipriset · Julius Wess-priset

Francis Halzen har aldrig stått på den is som gjort honom berömd. I årtionden argumenterade fysikern vid University of Wisconsin–Madison för att ett block av antarktisk glaciäris under Sydpolen, försett med ljussensorer, skulle kunna fånga upp partiklar från universums mest våldsamma platser. Han skrev förslagen och ledde samarbetet som byggde detektorn. Borrningen och arbetet under de kalla säsongerna sköttes av andra. I höstas tilldelade Kungliga Vetenskapsakademien honom Nobelpriset i fysik – och bara honom – för ett observatorium som hundratals forskare och ingenjörer hade byggt tillsammans.

Det är den ensamheten som gör historien märklig. Fysikpriser går vanligtvis till två eller tre personer, och IceCube är resultatet av ett samarbete mellan fler än ett dussin länder. Halzen beskriver själv hur allt började som en kedja av tillfälligheter. ”Jag drogs in i det av en slump”, sade han i en muntlig historieintervju med American Institute of Physics. Av de fyra grundarna var han den ende som någonsin hade skrivit ett projektförslag.

Vägen till Sydpolen började långt från all is. Han föddes den 23 mars 1944 i Tienen, en stad i Flamländska Brabant. Han studerade fysik vid Katholieke Universiteit Leuven, där han tog en masterexamen 1966 och doktorerade 1969 med en avhandling på nederländska om hadroners brutna symmetrier. Därefter arbetade han i två år som forskarassistent vid CERN, det europeiska partikelfysiklaboratoriet nära Genève, innan han korsade Atlanten till Madison. Där har han nu arbetat i mer än ett halvt sekel.

I Wisconsin arbetade han som teoretiker med kvarkar och kollisioner i partikelacceleratorer. Han blev professor 1977 och utsågs 1984 till chef för universitetets Institute for Elementary Particle Physics Research, en tjänst han fortfarande har. Samma år gav han och den brittiske fysikern Alan D. Martin ut Quarks and Leptons, som snart blev en standardlärobok i partikelfysik. Hans intresse hade redan börjat riktas mot kosmisk strålning, som träffar jorden med energier inga laboratorier kan uppnå.

1987 fick han höra talas om en sovjetisk plan på att lyssna efter neutriner i antarktisk is med radioantenner. Han bedömde att signalen skulle vara för svag, men själva isen stannade kvar i tankarna. Neutriner har ingen laddning och nästan ingen massa. De passerar rakt igenom planeten utan att stanna, och det är just därför de är användbara: de kommer i en rak linje från den plats där de bildades. Vid de sällsynta tillfällen då en neutrino träffar en atomkärna bildas en laddad partikel som avger en svag blå ljusblixt. Halzens förslag var att leta efter sådana blixtar i den klara, mörka och stabila isen under polen. 1988 presenterade han idén på en konferens i Polen tillsammans med John Learned, som ledde ett försök att bygga en undervattensdetektor utanför Hawaii. ”Jag höll ett föredrag om AMANDA-konceptet … bara för att se om någon skulle skratta ut mig från scenen”, mindes han. Ingen skrattade.

Försöksprojektet AMANDA började ta form omkring 1990, med en liten grupp fysiker däribland Halzens Wisconsin-kollega Bob Morse, som formellt var projektets huvudansvarige forskare. Det var nära att hela idén gick om intet. Isen nära ytan var full av små luftbubblor som spred ljuset så kraftigt att en ljusblixt nästan genast tappade sin riktning. Djupare ner visade sig isen vara mycket klarare än någon hade förutspått. AMANDA visade att metoden kunde upptäcka neutriner och att ett riktigt teleskop behövde vara betydligt större och ligga djupare.

2001 blev Halzen huvudansvarig forskare för efterföljaren IceCube. Efter sex år då arbetslag smälte hål med hett vatten och sänkte ner rader av sensorer innan vattnet frös igen stod observatoriet färdigt 2011: en kubikkilometer instrumenterad is med 5 160 optiska moduler på ett djup av ungefär 1 450 till 2 450 meter. 2013 publicerade samarbetet de första beläggen för högenergetiska neutriner från platser utanför solsystemet. Partiklarna hade betydligt högre energi än något som accelereras i CERN:s stora hadronkolliderare, och tidskriften Physics World utsåg upptäckten till årets genombrott. Senare forskning spårade neutriner till en blixtrande blazar med namnet TXS 0506+056, till den aktiva galaxen NGC 1068 och, 2023, till planet i vår egen Vintergata.

Nobelkommitténs motivering belönar ”avgörande insatser”, och ordvalet är betydelsefullt. Halzen är teoretiker och har, enligt egen utsago, aldrig varit i Antarktis – varken under AMANDA-projektet eller senare. I en essä som American Institute of Physics publicerade efter tillkännagivandet argumenterades det för att han ”inte bäst beskrivs som en ensam drivande kraft eller hjärnan bakom projektet”. Mark Bowens bok om projektet, The Telescope in the Ice, ger också en stor del av utrymmet åt personer som Morse och isspecialisten på borrning Bruce Koci. Halzen säger inte emot. ”Jag hade inte varit projektets huvudansvarige om de inte hade sagt åt mig att ta på mig det”, sade han och mindes hur han fick höra att projektet inte skulle bli av utan honom som huvudansvarig, just när finansieringen skulle beviljas. Även forskningen har en lucka: IceCube visade att det finns ett jämnt flöde av kosmiska neutriner, men de flesta har fortfarande ingen identifierad källa. Inte ens den starkaste kandidaten, NGC 1068, nådde den statistiska säkerhetsnivå som fysiker kräver för att hävda att en upptäckt har gjorts.

Tillkännagivandet den 6 oktober 2026 nådde honom i Italien, några dagar efter att han hade talat om IceCube på en vetenskapsfestival i Bergamo. ”Det var en enorm överraskning; jag hade inte alls väntat mig det”, sade han per telefon under presskonferensen i Stockholm. Han är den första personen sedan 1992 att få fysikpriset ensam, den elfte belgiska Nobelpristagaren och den första aktiva medlemmen av lärarkåren vid University of Wisconsin att få priset sedan 1975. Tidigare under året hade American Physical Society tilldelat honom sin medalj för framstående forskningsinsatser, och 2024 valdes han in i US National Academy of Sciences.

Han har sett priset som ett sätt att få större genomslag. ”Jag arbetar med ett förslag och hoppas att priset ska hjälpa till att få det godkänt”, sade han till reportrar i Madison, till allmän munterhet. Hans forskarsamarbete planerar redan IceCube-Gen2, en utbyggnad till ungefär åtta kubikkilometer is, vars fullständiga finansiering ännu inte är säkrad. Samtidigt byggs konkurrerande neutrinoteleskop i Medelhavet och Bajkalsjön. Halzen, som nu är 82 år, tar emot sin medalj i Stockholm den 10 december. Projektet som människor en gång kallade en ”gullig idé” som ”aldrig skulle fungera”, med hans egna ord, registrerar fortfarande ljusblixtar i mörkret – och de flesta platser de kommer ifrån saknar fortfarande namn.

Taggar: Nobel Prize, fysik, IceCube, Francis Halzen, neutriner, Alan D. Martin