El físico belga-estadounidense fue reconocido por sus contribuciones decisivas al Observatorio de Neutrinos IceCube y por el descubrimiento de neutrinos de alta energía de origen astrofísico, un hallazgo que abrió una nueva ventana para estudiar el Universo.
El físico belga-estadounidense Francis Halzen, de 82 años, recibió el Premio Nobel de Física 2026 por sus contribuciones decisivas al Observatorio de Neutrinos IceCube y por el descubrimiento de neutrinos de alta energía de origen astrofísico.
La Real Academia Sueca de las Ciencias reconoció así una trayectoria científica que comenzó con una idea planteada a finales de la década de 1980: utilizar el hielo del Polo Sur como un gigantesco detector capaz de registrar el paso de unas de las partículas más difíciles de detectar del Universo.
El proyecto terminó convirtiéndose en IceCube, un observatorio enterrado en el hielo antártico que transformó un kilómetro cúbico de hielo en un enorme detector de partículas. Con él fue posible identificar neutrinos procedentes de mucho más allá del Sistema Solar y utilizar esas partículas como mensajeros para estudiar algunos de los fenómenos más extremos del cosmos.
Las “partículas fantasma” del Universo
Los neutrinos son partículas subatómicas fundamentales que tienen una masa extremadamente pequeña y no poseen carga eléctrica. Su característica más importante es que interactúan muy poco con la materia.
Eso significa que pueden atravesar la Tierra y nuestros cuerpos prácticamente sin dejar rastro. Cada segundo, enormes cantidades de neutrinos pasan a través de nosotros; la mayoría proceden del Sol y de otros procesos naturales.
Su dificultad para interactuar con la materia es precisamente lo que los hace tan valiosos para la astronomía.
Mientras que la luz puede ser absorbida o desviada por diferentes materiales y las partículas cargadas pueden cambiar de trayectoria al atravesar campos magnéticos, los neutrinos pueden viajar durante enormes distancias prácticamente en línea recta y conservar información sobre el lugar donde fueron producidos.
Por ello, los científicos los consideran mensajeros cósmicos capaces de proporcionar información que no siempre puede obtenerse mediante la observación convencional de la luz.
Una idea que comenzó en 1988
En 1988, Francis Halzen planteó la posibilidad de utilizar el hielo del Polo Sur para detectar neutrinos de muy alta energía.
La propuesta partía de una característica particular de estas partículas: aunque atraviesan la materia casi sin interactuar, ocasionalmente un neutrino puede chocar contra el núcleo de un átomo.
Cuando eso ocurre, se genera un pequeño destello de luz conocido como efecto Cherenkov.
La idea de Halzen consistía en colocar miles de sensores dentro del hielo para detectar esos diminutos destellos y, a partir de ellos, reconstruir información sobre el neutrino que provocó la interacción.
El proyecto aprovechó las características del hielo antártico: es antiguo, extremadamente transparente y se encuentra en una región con pocas interferencias. Además, el Polo Sur ofrece condiciones geológicas estables.
La propuesta comenzó a tomar forma con pruebas preliminares y finalmente dio paso al desarrollo de IceCube.
Un telescopio enterrado bajo el hielo
IceCube no se parece a un telescopio convencional.
En lugar de utilizar espejos o lentes para captar luz, el observatorio emplea el propio hielo de la Antártida como medio de detección.
La construcción requirió perforar el hielo mediante agua caliente a presión. Entre 2004 y 2010 se realizaron 86 perforaciones para colocar más de 5 mil sensores ópticos a profundidades de entre 1.5 y 2.5 kilómetros.
La construcción concluyó en 2011 y el detector alcanzó un volumen de aproximadamente un kilómetro cúbico de hielo.
Los sensores, conocidos como Módulos Ópticos Digitales (DOMs), están distribuidos a gran profundidad y esperan registrar los pequeños destellos producidos cuando un neutrino interactúa con un átomo.
La escala del experimento responde a un problema fundamental: los neutrinos de muy alta energía son extremadamente raros y las probabilidades de que interactúen con la materia son muy bajas.
Para aumentar las posibilidades de detectar uno, se necesita una cantidad gigantesca de material.
En IceCube, ese material es el hielo.
El descubrimiento que abrió una nueva ventana al Universo
El gran resultado llegó en 2013, cuando los investigadores presentaron evidencia de neutrinos de alta energía procedentes de fuera del Sistema Solar.
IceCube consiguió detectar 28 neutrinos de origen astrofísico que no provenían de nuestra estrella, sino de fuentes cósmicas distantes. El resultado fue considerado un punto de inflexión para la astronomía.
Hasta entonces, gran parte de nuestro conocimiento del Universo procedía de la luz y de otras formas de radiación electromagnética.
Los neutrinos permitieron comenzar a observar el cosmos desde otra perspectiva.
Al reconstruir la trayectoria de estas partículas, los científicos pueden intentar determinar de dónde proceden y estudiar los ambientes en los que fueron producidas.
Entre las fuentes que pueden investigarse están algunos de los objetos y fenómenos más violentos del Universo, incluidos agujeros negros supermasivos, galaxias activas, explosiones estelares y otros aceleradores cósmicos de partículas.
La importancia del descubrimiento no está solamente en haber detectado una nueva clase de señal, sino en que los neutrinos permiten estudiar fenómenos que pueden permanecer ocultos cuando se observan únicamente mediante luz.
¿Por qué los neutrinos son tan importantes?
En el Universo existen aceleradores naturales de partículas capaces de producir energías muy superiores a las que pueden alcanzarse en los laboratorios terrestres.
Sin embargo, durante décadas los científicos no podían determinar con precisión dónde se encontraban algunas de esas fuentes ni qué procesos físicos ocurrían en ellas.
Los neutrinos de alta energía pueden ayudar a resolver ese problema.
Como no tienen carga eléctrica y prácticamente no interactúan con la materia, pueden atravesar grandes distancias sin ser desviados. Su trayectoria conserva, por tanto, información sobre su origen.
Esto convierte a los neutrinos en una especie de mensajeros que viajan desde los lugares más extremos del Universo hasta la Tierra.
La información obtenida mediante ellos puede complementar las observaciones realizadas con telescopios tradicionales y contribuir a comprender mejor fenómenos como los agujeros negros y las explosiones estelares.
De una idea arriesgada a un observatorio internacional
El propio Halzen ha reconocido que el éxito de IceCube no estaba garantizado.
El proyecto requirió años de trabajo, enormes recursos y la participación de científicos e ingenieros de distintos países.
EL PAÍS reportó que la construcción tomó siete años y que el observatorio tuvo un costo aproximado de 279 millones de dólares. Actualmente participan investigadores de 14 países.
La colaboración internacional fue fundamental para convertir la propuesta de Halzen en un instrumento científico capaz de funcionar en uno de los lugares más extremos del planeta.
Su trabajo tampoco comenzó con IceCube. Antes participó en AMANDA, un detector de neutrinos instalado en la Antártida que sirvió como antecedente para el desarrollo del actual observatorio.
El reconocimiento del Nobel llega, por tanto, después de décadas de investigación y de construcción de infraestructura científica.
Una nueva generación de IceCube
La investigación no termina con el observatorio actual.
Los científicos trabajan en IceCube-Gen2, una ampliación que permitirá incrementar considerablemente el volumen de detección y mejorar la capacidad para localizar y estudiar neutrinos de alta energía.
La Academia Mexicana de Ciencias señala que la ampliación proyectada podría alcanzar alrededor de ocho kilómetros cúbicos de hielo, frente al kilómetro cúbico del detector actual.
La intención es aumentar el número de neutrinos que pueden ser detectados y mejorar la precisión con la que los científicos pueden determinar su energía y dirección.
Con una infraestructura de mayor escala, los investigadores esperan ampliar la capacidad de la astronomía de neutrinos para identificar las fuentes de las partículas y estudiar con mayor detalle los procesos físicos que ocurren en ellas.
El misterio que permanece
El estudio de los neutrinos también está relacionado con algunas de las preguntas fundamentales de la física.
Una de ellas tiene que ver con la relación entre materia y antimateria.
De acuerdo con los modelos cosmológicos, el Big Bang debió producir cantidades similares de materia y antimateria. Si ambas hubieran permanecido perfectamente equilibradas, se habrían aniquilado entre sí.
Sin embargo, el Universo que observamos está dominado por la materia.
¿Por qué ocurrió esa diferencia?
Es una de las grandes preguntas que permanecen abiertas en la física y la cosmología. El estudio de los neutrinos podría aportar nuevas pistas para comprender cómo evolucionó el Universo y por qué la materia logró sobrevivir.
Por eso, el Nobel otorgado a Halzen no reconoce únicamente la construcción de un detector extraordinariamente grande.
Reconoce una nueva manera de observar el cosmos.
Un Nobel para una nueva forma de hacer astronomía
Con IceCube, el hielo del Polo Sur dejó de ser solamente uno de los ambientes más extremos del planeta y se convirtió en una herramienta para estudiar el Universo profundo.
La detección de neutrinos cósmicos permitió abrir una ventana distinta a fenómenos que durante mucho tiempo solo podían estudiarse indirectamente.
La Academia Sueca destacó que la visión y el liderazgo científico de Halzen fueron fundamentales para crear este nuevo instrumento y abrir el camino a una nueva forma de astronomía.
A sus 82 años, Francis Halzen se convierte además en el primer científico en 34 años en recibir en solitario el Nobel de Física, después de que durante décadas el reconocimiento haya sido compartido con mayor frecuencia entre dos o tres investigadores.
Su trabajo comenzó con una pregunta aparentemente improbable: si los neutrinos atraviesan casi todo, ¿cómo se pueden detectar?
La respuesta terminó enterrada bajo el hielo del Polo Sur.
Y desde allí, esos diminutos destellos de luz están permitiendo a la humanidad mirar hacia algunos de los lugares más violentos y lejanos del Universo.
