スウェーデン王立科学アカデミーは2026年10月6日、今年のノーベル物理学賞を米ウィスコンシン大学マディソン校のフランシス・ハルツェン教授に授与すると発表した。南極の巨大観測装置「アイスキューブ（IceCube）」を率い、高エネルギーニュートリノを発見した功績が評価された。
南極の氷床に挑んだフランシス・ハルツェン教授のノーベル物理学賞
スウェーデン王立科学アカデミーは10月6日、2026年のノーベル物理学賞を米ウィスコンシン大学マディソン校のフランシス・ハルツェン教授に授与すると発表した。受賞理由は「アイスキューブへの決定的な貢献と、宇宙の天体を起源とする高エネルギーニュートリノの発見」であると、JBpressが報じている。アストロアーツの報道によると、ハルツェン教授は1988年に「ニュートリノが原子核と衝突した際に生じる光を南極点の氷の中に設置したセンサーでとらえる」という構想を初めて示した。ウィスコンシン大学マディソン校暫定学長のEric M. Wilcots氏は、「氷の下、約1.5kmの深さにニュートリノ検出器を設置するというアイディアは、宇宙に対する私たちの考え方を根本から変えた」とコメントしている。また、ノーベル物理学委員会委員長のMark Pearce氏は、「Halzenさんの粘り強さと科学的な先見性が、新しいタイプの天文学への道を切り開きました」とたたえている。
世界最大のニュートリノ検出装置アイスキューブの仕組み
アイスキューブは南極の約1立方キロメートルもの氷を検出器として利用し、観測を可能にしている。アストロアーツの報道によれば、氷床内部には5160個の検出器が設置されており、ニュートリノが氷中で反応した際に発生するチェレンコフ光を検出する仕組みだ。GIGAZINEの解説によると、荷電粒子が媒質中の光の速度を超えると光の波紋を生じさせ、この現象をチェレンコフ放射と呼ぶ。南極点の氷床の中は様々なノイズの影響を受けにくく、地質学的に安定し、地震もない環境である。86本のケーブルに連なった検出器は地表下1450mから2450mの深さに埋設されており、観測施設全体の高さは富士山の6合目と同じくらいに達する。建設は2004年に始まり、2010年12月に完了したのち、2011年から全検出器を用いた本格的な観測が始まった。
物質をすり抜ける幽霊のような素粒子ニュートリノの正体
ニュートリノは電荷を持たず、質量がきわめて小さい素粒子である。JBpressの解説によると、物質とほとんど反応しないため地球さえ容易に通り抜け、「幽霊のような」素粒子と呼ばれる。厚さ1光年の鉛の塊に当てても、反応せずに通過するほどの反応性の低さを持つ。その一方で、宇宙空間を進む途中で物質に吸収されたり磁場によって進路を曲げられたりしにくい特徴があり、遠い宇宙で起きた激しい現象の情報をほぼそのまま地球まで運んでくる。GIGAZINEでは、真空中における光の速度が秒速29万9792キロメートルと定義される一方、物質中では光の速度が低下する現象や、荷電粒子がその速度を超えることでチェレンコフ光が発生する原理が詳しく紹介されている。
遠方宇宙のブレーザーから飛来する高エネルギー粒子の特定
アストロアーツの報道によると、アイスキューブは2011年8月と2012年1月に最初の高エネルギー宇宙ニュートリノとみられる2つの事象を検出し、2013年には天体物理学的起源を持つ高エネルギーニュートリノの発見を発表した。さらに2017年9月には、オリオン座の方向約40億光年彼方にあるブレーザー「TXS 0506+056」が有力な発生源として特定され、2018年に発表された。JBpressでも2018年にこのニュースを取り上げ、ニュートリノ天体がこれまでにごくわずかしか見つかっていない極めて稀で重要な発見であることを解説している。近年の成果としては、2022年にくじら座の方向約4700万光年離れた銀河「M77」から放出された高エネルギーニュートリノの有力な証拠が得られ、2023年には天の川銀河からも放出されている証拠が得られている。
日本からの参加とニュートリノ天文学の今後の展望
アイスキューブには日本から唯一、千葉大学ハドロン宇宙国際研究センターが参加し、宇宙反ニュートリノの実証や超高エネルギー宇宙線の研究など主要な成果に貢献してきたとアストロアーツは伝えている。今年1月にはアイスキューブのアップグレードが完了し、ニュートリノの飛来方向などの再構成精度が向上している。この改良により、ブラックホール周辺などで起きる極限的な現象や宇宙線の加速源を解明するニュートリノ天文学がさらに進展し、新たな宇宙現象の発見につながることが期待されている。