ノーベル物理学賞、南極の氷で作られた望遠鏡に

2026年のノーベル物理学賞は、実験台ではなく検出器に贈られた。南極点の下に埋もれた1立方キロメートルの古代の氷である。スウェーデン王立科学アカデミーは10月6日、ベルギー・ティーネン生まれの82歳の物理学者フランシス・ハルツェン氏に、IceCubeニュートリノ天文台への決定的な貢献と、天体物理起源の高エネルギー・ニュートリノの発見に対して授賞すると発表した。

ニュートリノは、惑星や人、その他ほとんどすべてを止まることなく通り抜ける幽霊のような粒子だ。まさにそれが、ニュートリノを有用にしている。遠方の銀河からの光は塵に遮られたり磁場で曲げられたりするが、ニュートリノはそれを生み出した激しい現象へとまっすぐに遡る線を運ぶ。難しいのは、それを捕まえることだ。IceCubeは南極の氷床そのものを標的に使うことでそれを実現する。ニュートリノが時折氷の分子と衝突すると、かすかな青い光の閃光が生じ、2キロメートル以上の深さに張り巡らされた光学センサーの格子がそのパターンを記録する。

ハルツェン氏は約40年をかけて、このアイデアをありそうにない提案から実際に機能する天文台へと押し進めた。1969年にルーヴェン・カトリック大学で博士号を取得し、後にウィスコンシン大学マディソン校でキャリアを築き、現在では数十の機関にまたがる国際共同研究をまとめるのを助けた。極地の高原に穴を掘り、そこに検出器を下ろすことは、物理学の問題であると同時に工学の問題であり、完了するまでに何年もの極地の夏を要した。

その成果は、IceCubeが高エネルギー・ニュートリノを既知のブレーザー、つまり超大質量ブラックホールがほぼ地球へ向けてジェットを放つ銀河まで遡って突き止めたときに現れた。この一度の検出が、天文学を行う新たな方法を切り開いた。光ではなく粒子で宇宙を読む方法である。研究者たちは今、この天文台を使って、活動銀河から恒星爆発の余波まで、自然界で最も高エネルギーの加速器を研究している。

この賞はまた、科学にとって注目すべき週に贈られた。数日前には、生理学・医学賞が、光で制御されるイオンチャネルと、研究者が光で脳細胞をオン・オフできるようにする技術である光遺伝学の功績により、カール・ダイセロス氏、ペーター・ヘーゲマン氏、ゲオルク・ナーゲル氏に贈られた。この二つの賞は合わせて、発見と同じくらい装置と手法を称えている。科学者がこれまで誰も検証できなかった問いを立てられるようにする道具である。

今年の物理学の他のニュースでは、ウォーリック大学のチームが、白色矮星の周りを回る初めて知られた惑星を報告した。それは、死んだ星自身が放出した物質から形成されたように見え、約270光年先で灰から凝縮した第二世代の世界である。これは、天文学がいかに、かすかで奇妙な信号に気づき、それが何を意味するのかを証明することに依存しているかを思い起こさせる。

中国にとって、IceCubeの成果は実用的なメッセージを運んでいる。同国は宇宙望遠鏡から深地下・水中実験まで、自らのビッグサイエンス基盤を拡大しており、ハルツェン氏の物語は、そうした賭けが実を結ぶまでにどれほど長くかかりうるかを示している。1990年代には珍奇なものに見えた検出器が、ある分野を変える装置になった。

80代になったハルツェン氏は、キャリアの多くを、世界の底にある氷の塊がなぜ苦労に値するのかを説明することに費やしてきた。今週、ノーベル委員会は彼に同意した。