Un détecteur de neutrinos dans la glace vaut le Nobel à Halzen

Le prix Nobel de physique 2026 a été attribué le 6 octobre à Francis Halzen [1]. L'Académie royale des sciences de Suède le récompense pour ses contributions décisives à l'observatoire de neutrinos IceCube et pour la découverte de neutrinos de haute énergie d'origine astrophysique [1]. Le lauréat a 82 ans, il est né en Belgique et il est rattaché à l'université du Wisconsin à Madison, qui exploite l'observatoire [2]. La dotation est de 12 millions de couronnes suédoises, soit environ 1,2 million de dollars [1][2].

Le Belge Francis Halzen, professeur à l’université du Wisconsin, le 13 avril 2023, à Madison (Wisconsin). BRYCE RICHTER/AFP

Des particules presque insaisissables

Les neutrinos sont des particules sans charge électrique et à la masse extraordinairement faible, ce qui les rend difficiles à détecter [2]. Ils sont pourtant partout : des étoiles comme le Soleil en émettent, et des milliers de milliards en traversent notre corps chaque seconde [2].

Comme ils n'entrent que rarement en collision avec d'autres particules, les chercheurs ne les voient pas directement. Ils observent ce qui se produit quand l'un d'eux heurte de la matière, et construisent de très grands détecteurs pour multiplier leurs chances d'assister à une collision [2].

L'idée : utiliser la glace du pôle Sud

Francis Halzen a compris que la glace du pôle Sud pouvait servir à suivre ces particules [1]. Il a présenté sa vision pour les capturer au pôle Sud en 1988 [1].

Le principe, tel que le décrit l'AP, est le suivant. Quand un neutrino interagit avec la glace du détecteur, il produit un éclair de lumière que des capteurs enregistrent. La glace est transparente, ce qui aide à repérer des signaux faibles. Les capteurs sont enfouis à environ 2 500 mètres de profondeur, pour les protéger des interférences dues aux rayons cosmiques et aux rayonnements [2].

Le comité Nobel juge son travail déterminant pour la construction d'IceCube, qui a, selon l'AP, permis d'observer les premiers neutrinos de haute énergie venus de galaxies lointaines [2]. L'observatoire est soutenu par la National Science Foundation américaine. Il réunit aujourd'hui plus de 400 scientifiques dans 14 pays [2].

Une nouvelle forme d'astronomie

Mark Pearce, président du comité Nobel de physique, estime que la ténacité et la vision de Halzen ont ouvert la voie à une nouvelle forme d'astronomie [1]. Le patron de l'American Institute of Physics, Michael Moloney, y voit une façon inédite de comprendre l'univers [2]. Selon Jonathan Bagger, qui dirige l'American Physical Society, ces particules aident à reconstituer la formation de notre galaxie et la place que nous occupons dans l'univers [2]. Ce sont des appréciations de responsables scientifiques, pas des résultats mesurés.

Francis Halzen et la collaboration IceCube avaient déjà reçu en 2021 le prix Bruno Rossi de la division d'astrophysique des hautes énergies de l'American Astronomical Society. Plusieurs articles marquants issus de leurs résultats ont été publiés dans l'Astrophysical Journal [3]. Halzen insiste sur le fait qu'il n'est pas astronome, tout en admettant qu'il fait un peu semblant de l'être [3].

Réactions et suite

Joint par téléphone en Italie pendant la conférence de presse, le lauréat a parlé d'une grande surprise. Il a dit qu'on avait prédit sa victoire, mais que l'annonce lui faisait un effet étrange. Il a ajouté travailler sur une proposition et espérer que le prix aidera à la faire approuver [2]. L'AP ne précise pas de quelle proposition il s'agit.

Le Premier ministre belge, Bart De Wever, a indiqué que Halzen est le onzième Belge à recevoir un Nobel [2]. L'annonce a été faite par Ellen Moons, secrétaire générale de l'Académie, première femme à diriger l'institution et à présenter ce prix [2].

À la date de publication de l'AP, un représentant de l'observatoire IceCube n'avait pas répondu à sa demande de commentaire [2]. Le prix est attribué à une seule personne, alors que l'observatoire repose sur une collaboration internationale de plusieurs centaines de chercheurs [1][2].