Francis Halzen: Buzdaki teleskobuna hiç ayak basmamış Nobel ödüllü fizikçi

Francis Halzen

Doğum	23 Mart 1944 Tienen, Belgium
Meslek	Fizikçi
Ödüller	Balzan Ödülü · Cocconi Ödülü · Julius Wess Ödülü

Francis Halzen, onu ünlü yapan buzun üzerine hiç ayak basmadı. Wisconsin–Madison Üniversitesi’nde çalışan fizikçi, onlarca yıl boyunca Güney Kutbu’nun altındaki bir Antarktika buzulunun, ışık sensörleriyle donatıldığında evrenin en şiddetli bölgelerinden fırlatılan parçacıkları yakalayabileceğini savundu. Proje önerilerini kaleme aldı ve dedektörü kuran işbirliğine liderlik etti. Sondaj ve buzun yeniden donmasını bekleme işlerini ise başkaları üstlendi. Bu sonbahar Kraliyet İsveç Bilimler Akademisi, yüzlerce bilim insanı ve mühendisin birlikte kurduğu gözlemevi için Nobel Fizik Ödülü’nü ona, tek başına verdi.

Hikâyenin tuhaf yanı da bu yalnızlık. Fizik ödülleri genellikle iki ya da üç kişiye verilir; IceCube ise bir düzineden fazla ülkeyi kapsayan bir işbirliğinin ürünü. Halzen, projenin doğuşunu bir dizi tesadüf olarak anlatıyor. American Institute of Physics’e verdiği sözlü tarih söyleşisinde, “İşin içine tesadüfen sürüklendim,” dedi. Dört kurucu arasında daha önce proje önerisi yazmış tek kişi oydu.

Güney Kutbu’na uzanan yolculuğu buzdan çok uzakta başladı. Flaman Brabant’taki Tienen kasabasında, 23 Mart 1944’te doğdu. Leuven Katolik Üniversitesi’nde fizik okudu; 1966’da yüksek lisansını, 1969’da ise hadronların simetri kırılması üzerine Hollandaca yazdığı teziyle doktorasını tamamladı. Ardından, Cenevre yakınlarındaki Avrupa parçacık fiziği laboratuvarı CERN’de iki yıl bilimsel araştırma görevlisi olarak çalıştı ve Atlantik’i geçerek Madison’a gitti. Yarım yüzyılı aşkın süredir burada çalışıyor.

Wisconsin’de kuarklar ve hızlandırıcı çarpışmaları üzerine çalışan bir kuramcıydı. 1977’de profesörlüğe yükseldi; 1984’te üniversitenin Temel Parçacık Fiziği Araştırma Enstitüsü’nün direktörü oldu ve bu görevi hâlâ sürdürüyor. Aynı yıl İngiliz fizikçi Alan D. Martin’le birlikte Quarks and Leptons kitabını yayımladı. Kitap kısa sürede parçacık fiziğinin temel ders kitaplarından biri hâline geldi. Halzen’in ilgisi ise enerjileri hiçbir laboratuvarda ulaşılamayacak düzeyde olan kozmik ışınlara yönelmeye başlamıştı.

1987’de, Sovyetler Birliği’nin Antarktika buzunda nötrinoları radyo antenleriyle dinlemeyi amaçlayan bir planını duydu. Sinyalin fazla zayıf olacağına karar verdi, ancak buz fikri aklında kaldı. Nötrinoların elektrik yükü yoktur ve kütleleri neredeyse sıfırdır. Durmadan gezegenin içinden geçerler; onları kullanışlı kılan da budur: Nerede üretilmişlerse oradan düz bir çizgi boyunca gelirler. Nadiren bir atom çekirdeğine çarptıklarında, soluk mavi bir parıltı yayan yüklü bir parçacık üretirler. Halzen’in önerisi, Kutup’un altındaki berrak, karanlık ve istikrarlı buzun içinde bu parıltıları izlemekti. 1988’de, Hawaii açıklarında bir su altı dedektörü çalışmasına liderlik eden John Learned’le birlikte Polonya’daki bir konferansta fikrini sundu. “AMANDA konsepti üzerine bir konuşma yaptım… sırf biri beni sahneden yuhalayacak mı diye görmek için,” diye hatırlıyordu. Kimse gülmedi.

Pilot proje AMANDA, 1990 dolaylarında Halzen’in Wisconsin’den meslektaşı Bob Morse’un da aralarında bulunduğu küçük bir fizikçi grubuyla şekillendi; projenin resmî yürütücüsü Morse’tu. Neredeyse bütün fikri suya düşürecekti. Yüzeye yakın buz, ışığı öyle kötü dağıtan minicik hava kabarcıklarıyla doluydu ki parıltı yönünü neredeyse anında kaybediyordu. Daha derinlerdeyse buz, herkesin tahmin ettiğinden çok daha berrak çıktı. AMANDA, yöntemin nötrinoları görebildiğini ve gerçek bir teleskobun çok daha büyük ve derin olması gerektiğini kanıtladı.

Halzen, bu projenin devamı olan IceCube’un baş araştırmacısı oldu. Ekiplerin sıcak suyla delikler açıp su yeniden donmadan sensör dizilerini aşağı indirdiği altı yılın ardından gözlemevi 2011’de tamamlandı: Yüzeyin yaklaşık 1.450 ila 2.450 metre altında, 5.160 optik modül barındıran bir kilometreküp büyüklüğünde enstrümante buz. İşbirliği 2013’te Güneş Sistemi’nin dışından gelen yüksek enerjili nötrinoların ilk kanıtlarını yayımladı. Bu parçacıklar, CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda hızlandırılan her şeyden çok daha enerjikti; Physics World dergisi de buluşu yılın çığır açan gelişmesi seçti. Sonraki çalışmalar, nötrinoların izini parlayan bir blazar olan TXS 0506+056’ya, etkin gökada NGC 1068’e ve 2023’te kendi Samanyolu’muzun düzlemine kadar sürdü.

Nobel’in gerekçesinde “belirleyici katkılar” ifadesi yer alıyor ve bu sözcük seçimi önem taşıyor. Halzen bir kuramcı ve kendi anlatımına göre ne AMANDA döneminde ne de sonrasında Antarktika’ya hiç gitmedi. Ödülün açıklanmasının ardından American Institute of Physics’te yayımlanan bir makale, onun “tek başına harekete geçiren güç ya da dâhi mimar olarak görülmesinin doğru olmadığını” savundu. Mark Bowen’ın projeyi konu alan The Telescope in the Ice kitabında da hikâyenin büyük bölümü Morse ve buz sondajı uzmanı Bruce Koci gibi isimlere ayrılıyor. Halzen buna itiraz etmiyor. Projenin baş araştırmacısı olarak kendisi olmadan ilerlemeyeceği, fonun çıkmak üzere olduğu sırada kendisine söylenmesini hatırlatarak, “Bana bunu söylemeselerdi baş araştırmacı olmazdım,” dedi. Bilimsel açıdan da hâlâ bir boşluk var: IceCube, sürekli bir kozmik nötrino akışının varlığını kanıtladı; ancak bu akışın büyük bölümünün kaynağı henüz belirlenemedi. En güçlü aday olan NGC 1068 için bile elde edilen istatistiksel güven düzeyi, fizikçilerin bir keşif ilan etmek için kullandığı eşiğin altında kaldı.

Ödülün 6 Ekim 2026’da açıklanması sırasında Halzen, Bergamo’daki bir bilim festivalinde IceCube hakkında konuşmasından birkaç gün sonra İtalya’daydı. Stockholm’deki basın toplantısına telefonla bağlanarak, “Bu büyük bir sürpriz oldu; hiç beklemiyordum,” dedi. 1992’den bu yana fizik ödülünü tek başına kazanan ilk kişi, 11. Belçikalı Nobel ödüllüsü ve 1975’ten beri Wisconsin Üniversitesi öğretim kadrosunun Nobel alan ilk aktif üyesi oldu. Yılın başlarında American Physical Society ona araştırmadaki olağanüstü başarılarından ötürü madalyasını vermişti; 2024’te de ABD Ulusal Bilimler Akademisi’ne seçilmişti.

Ödülü bir fırsat olarak değerlendirdi. Madison’da gazetecilere, kahkahalar eşliğinde, “Bir proje önerisi üzerinde çalışıyorum ve bu ödülün onay almama yardımcı olmasını umuyorum,” dedi. İşbirliği şimdiden IceCube-Gen2’yi planlıyor: Yaklaşık sekiz kilometreküp buza yayılacak genişletme projesinin inşaatı için gerekli finansman henüz sağlanmış değil. Bu arada Akdeniz’de ve Baykal Gölü’nde rakip nötrino teleskopları kuruluyor. Şimdi 82 yaşında olan Halzen, madalyasını 10 Aralık’ta Stockholm’de alacak. Bir zamanlar onun deyişiyle “sevimli bir fikir” ve “asla işe yaramaz” denilen proje, karanlıktaki parıltıları kaydetmeyi sürdürüyor; bu parıltıların geldiği yerlerin çoğunun ise hâlâ bir adı yok.

Etiketler: Nobel Prize, fizik, IceCube, Francis Halzen, Alan D. Martin, Bob Morse