Francis Halzen, físico de origen belga y profesor de la Universidad de Wisconsin-Madison, ha ganado el Premio Nobel de Física 2026 por una idea tan improbable como ambiciosa: utilizar el hielo situado bajo el Polo Sur como un gigantesco detector de partículas procedentes de los lugares más extremos del universo. Su trabajo permitió levantar el Observatorio de Neutrinos IceCube y abrir una nueva vía para estudiar el cosmos a través de unas partículas prácticamente invisibles: los neutrinos.
La Real Academia de Ciencias de Suecia ha reconocido a Halzen por sus “contribuciones decisivas al Observatorio de Neutrinos IceCube y el descubrimiento de neutrinos de alta energía de origen astrofísico”. El premio está dotado con 12 millones de coronas suecas, alrededor de 1,1 millones de euros, y convierte al investigador de 82 años en uno de los protagonistas de la física contemporánea.
La clave de su trabajo está en una propiedad extraordinaria de los neutrinos. Estas partículas subatómicas tienen una masa diminuta, no poseen carga eléctrica y apenas interactúan con la materia. Eso significa que pueden atravesar enormes cantidades de material sin desviarse ni ser absorbidas. Mientras la luz puede ser bloqueada o modificada durante su viaje por el universo, los neutrinos pueden llegar hasta la Tierra prácticamente con la información intacta sobre el lugar y el proceso que los produjo.
Ese comportamiento los convierte en una especie de mensajeros cósmicos. También los hace extraordinariamente difíciles de detectar.
Un telescopio enterrado bajo el hielo
La solución imaginada por Halzen fue utilizar el hielo antártico como parte del propio detector. La idea empezó a tomar forma a finales de los años ochenta y acabó materializándose en IceCube, instalado en la estación Amundsen-Scott del Polo Sur. Halzen había comenzado a trabajar en el proyecto precursor AMANDA en 1987 y presentó la visión de un detector de escala kilométrica basado en el hielo antártico en 1988.
El resultado es difícil de imaginar por su escala. IceCube utiliza aproximadamente un kilómetro cúbico de hielo antártico como detector y cuenta con 5.160 sensores ópticos digitales distribuidos a profundidades de entre 1.450 y 2.450 metros. Los sensores están instalados en 86 cadenas introducidas en el hielo mediante perforaciones realizadas con agua caliente.
La lógica es sencilla, aunque ejecutarla haya requerido una infraestructura científica extraordinaria. Cuando un neutrino finalmente choca contra el núcleo de un átomo en el hielo, la interacción genera partículas secundarias que producen un destello de luz, conocido como radiación de Cherenkov. Los sensores enterrados registran ese destello y permiten reconstruir la trayectoria y, en determinados casos, aproximar la dirección desde la que llegó el neutrino.
El hielo no es, por tanto, un simple lugar donde se ha instalado un telescopio. Es parte del telescopio.
La construcción del detector comenzó en la primera mitad de la década de 2000 y el último cable fue instalado en diciembre de 2010. El sistema completo comenzó a operar en 2011, después de que los investigadores hubieran perforado decenas de pozos de hasta aproximadamente 2,5 kilómetros de profundidad.
El problema que los neutrinos podían resolver
La apuesta de Halzen tenía una razón científica de fondo. Desde hace más de un siglo, los físicos saben que el universo produce partículas con energías extraordinarias, pero localizar con precisión sus fuentes ha sido uno de los grandes problemas de la astrofísica.
Los rayos cósmicos, por ejemplo, pueden proceder de fenómenos extremadamente violentos como los agujeros negros supermasivos o las explosiones estelares. Pero están eléctricamente cargados, por lo que los campos magnéticos presentes en el espacio pueden alterar su trayectoria. Cuando llegan a la Tierra, resulta difícil reconstruir su punto de partida.
Los neutrinos ofrecen una ventaja radical: al no tener carga eléctrica, viajan prácticamente en línea recta desde su fuente hasta el detector. Su trayectoria puede convertirse así en una pista sobre el origen de algunos de los fenómenos más energéticos del universo.
IceCube comenzó a proporcionar la evidencia que los investigadores llevaban décadas buscando. En 2013, la colaboración anunció la detección de neutrinos de muy alta energía procedentes de fuera del Sistema Solar. El hallazgo abrió una nueva etapa de la astronomía y fue reconocido ese mismo año como Breakthrough of the Year por Physics World.
Desde entonces, el observatorio ha permitido relacionar neutrinos de alta energía con fenómenos astrofísicos extremos. En 2017, IceCube detectó un neutrino asociado a la dirección de un agujero negro supermasivo situado en una galaxia distante. Posteriormente, el experimento aportó evidencias de emisión de neutrinos de alta energía procedente de una galaxia activa situada a unos 47 millones de años luz y, más recientemente, de fuentes situadas en la propia Vía Láctea.
De la astronomía de la luz a la astronomía de los neutrinos
La importancia del trabajo de Halzen va más allá de haber construido un detector gigantesco en la Antártida. IceCube contribuyó a cambiar la manera en la que los científicos pueden observar el universo.
Durante siglos, la astronomía dependió fundamentalmente de la luz y, posteriormente, de otras formas de radiación electromagnética. En las últimas décadas se han añadido nuevas herramientas, entre ellas las ondas gravitacionales. Los neutrinos incorporan otro tipo de información: partículas capaces de viajar desde regiones extremadamente violentas del cosmos hasta la Tierra sin sufrir las mismas alteraciones que otros mensajeros.
Es lo que los científicos denominan astronomía multimensajero: combinar diferentes señales procedentes de un mismo fenómeno para obtener una imagen más completa de lo que sucede en él.
El reconocimiento del Nobel llega, además, después de que IceCube haya superado ampliamente la condición de experimento experimental que tenía en sus primeros años. La Universidad de Wisconsin-Madison señala que el observatorio ha sido actualizado recientemente, en la que constituye su primera gran ampliación desde que terminó su construcción hace unos 15 años.
Una carrera ligada a una idea poco convencional
Halzen nació en 1944 en Tienen, Bélgica, estudió en la actual KU Leuven y obtuvo allí sus títulos de máster y doctorado. En 1972 se incorporó a la Universidad de Wisconsin-Madison, donde desarrolló la mayor parte de su carrera académica. Su investigación se sitúa en la intersección entre la física de partículas, la astrofísica y la cosmología.
El propio Halzen ha descrito IceCube como un proyecto especialmente poco convencional. Tras décadas de investigación, el físico ha terminado viendo cómo una idea que inicialmente podía parecer casi imposible se convertía en uno de los grandes instrumentos de la astronomía contemporánea.
El reconocimiento también pone el foco en la naturaleza colectiva de IceCube. Aunque el Nobel lleva el nombre de Halzen, el observatorio es fruto de una colaboración internacional de científicos e ingenieros. La propia Universidad de Wisconsin-Madison destaca que el proyecto está financiado por la National Science Foundation estadounidense y funciona como una colaboración científica internacional.
El próximo 10 de diciembre, coincidiendo con el aniversario de la muerte de Alfred Nobel, Halzen recibirá oficialmente el galardón en Estocolmo.
Para entonces, el gran experimento que empezó como una idea sobre cómo aprovechar el hielo del Polo Sur habrá quedado incorporado a la historia de la física. Pero la paradoja es que el Nobel no parece cerrar la investigación, sino todo lo contrario: IceCube ha demostrado que los neutrinos pueden utilizarse para mirar el universo de una manera que la astronomía tradicional no podía ofrecer. Y los científicos todavía no saben qué otras fuentes cósmicas podrán identificar a medida que los detectores sean más grandes y sensibles.
