USA/Belgien

Francis Halzen

Balzan Preis 2015 für Astroteilchenphysik einschliesslich der Beobachtung von Neutrinos und Gammastrahlen

Für seine einzigartigen wissenschaftlichen Leistungen, die zum Bau des Ice-Cube-Neutrino-Observatoriums im Südpolareis geführt haben, eine Anlage, die mit der Erforschung der Hochenergie-Neutrinos ein neues Fenster zum Weltall eröffnet hat.

Francis Halzen ist 1944 in Belgien geboren, erhielt seinen PhD an der Universität Löwen und ist heute Professor an der University of Wisconsin-Madison. Er ist amerikanischer Staatsbürger. Er wirkt in zahlreichen Beratungsgremien von bedeutenden akademischen Institutionen und internationalen Forschungprogrammen mit.

Francis Halzen ist seit mehreren Jahrzehnten einer der führenden Wissenschaftler im Bereich der kosmischen Strahlung und der Astroteilchenphysik. Neben Beiträgen zur reinen Teilchenphysik veröffentlichte er bereits in jungen Jahren mehrere Studien zu Anomalien in der kosmischen Strahlung und zur Quarkmaterie, über die Beziehungen zwischen Teilchenphysik und der kosmischen Strahlung, sowie über Supernovae-Partikel und der Erzeugung von Myonen unter atmosphärischen Gammastrahlen-Schauern. Seit dem Beginn seiner wissenschaftlichen Laufbahn in den 1970er Jahren vertrat er die Hypothese der Existenz von Hochenergie-Neutrinos aus kosmischen Quellen wie z.B. von Supernovae und anderen Objekten im Weltall.

Er initiierte und entwickelte die Errichtung eines riesigen Neutrinodetektors, AMANDA, im südlichen Polareis. Als die ersten Untersuchungsergebnisse andeuteten, dass Luftblasen im Eis die Tscherenkow-Strahlung beeinflussen und demzufolge die präzise Datenerhebung behindern könnten, löste er dieses Problem, indem er den Detektor tiefer in das antarktische Eis versenkte, wo dieses wesentlich transparenter ist. Obwohl er als Theoretiker gilt, spielte er immer eine sehr aktive Rolle in der Feldarbeit. So nahm er an allen Phasen der Arbeiten teil, und als Leiter des Projekts ist dessen erfolgreicher Abschluss ihm zu verdanken. Er setzte sich alsdann energisch für das Folgeprogramm ein, das deutlich größere Ice-Cube-Projekt, welches Daten aus einer 1 km³ grossen Eismasse sammelt. Wiederum fungierte Francis Halzen als Projektleiter dieses Vorhabens, und es gelang ihm viele Spitzenforscher zur Mitarbeit zu motivieren. So sind derzeit 15 verschiedene europäische Forschergruppen beteiligt. Es gelang ihm auch, eine ausreichende Finanzierung aus amerikanischen und europäischen Quellen sicherzustellen.

Das wichtigste Resultat der Ice-Cube-Forschung war die bahnbrechende Entdeckung der Hochenergieneutrinos (bei 10¹⁵ eV = PeV Energien) im Jahr 2013, die aus noch unbekannten Quellen ausserhalb unserer Galaxie stammen. Diese Entdeckung führte zur Planung und Entwicklung noch größerer Neutrino-Teleskope, sowohl in den Ozeanen als auch am Südpol. Ein weiteres Ergebnis dieser Forschung war das Fehlen von Hochenergieneutrinos aus Strahlungsausbrüchen (starken Pulsen von Gamma-Strahlung von weit entfernten Objekten, möglicherweise aus verschmelzenden Neutronensternen). Dieser Befund schränkt die Erklärungsmöglichkeiten für die Natur dieser rätselhaften Objekte ein.

Franzis Halzen gilt als richtungsweisender Naturwissenschaftler, der – obwohl er aus einem anderen Fachgebiet kommt – zu erkennen vermag, wo neue wissenschaftliche Durchbrüche in unserem Verständnis des Weltalls zu erwarten sind, und der die Energie hat, diese zu verfolgen und dabei eine führende Rolle zur Realisierung dieser Visionen übernimmt.