Francis Halzen gana el Nobel de Física por los neutrinos del cosmos

El físico belga Francis Halzen ha ganado 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. El galardón reconoce una idea que durante años pareció casi extravagante: convertir un enorme bloque de hielo de la Antártida en un telescopio capaz de detectar algunas de las partículas más esquivas del universo.

El trabajo de Halzen ha abierto una ventana distinta al cosmos. Los neutrinos pueden atravesar cantidades enormes de materia prácticamente sin alterarse y, como carecen de carga eléctrica, mantienen la dirección desde la que llegan. Esa peculiaridad permite utilizarlos como mensajeros de fenómenos remotos y extremadamente energéticos, allí donde la astronomía basada únicamente en la luz encuentra límites. Dicho de otra manera: el universo puede observarse por una vía que hasta hace pocas décadas apenas existía.

Francis Halzen y el Nobel que nació bajo el hielo antártico

La Real Academia de las Ciencias Sueca concedió el Nobel a Halzen, nacido en 1944 en Tienen, Bélgica, y vinculado durante la mayor parte de su carrera a la Universidad de Wisconsin-Madison. El premio destaca tanto su papel fundamental en IceCube como el descubrimiento de neutrinos de alta energía procedentes del espacio.

La historia tiene algo de ciencia contraintuitiva. Para mirar las profundidades del universo, Halzen no planteó colocar otro gran telescopio sobre una montaña ni lanzar un nuevo instrumento al espacio. Miró hacia abajo. Muy abajo. Durante la década de 1980 comprendió que el hielo del Polo Sur podía convertirse en un gigantesco detector natural.

La idea consistía en introducir sensores ópticos a gran profundidad para registrar los diminutos destellos producidos cuando, de manera excepcional, un neutrino interactúa con un núcleo atómico. Junto a John G. Learned, Halzen presentó en 1988 el concepto de un observatorio de neutrinos instalado en el hielo antártico. Una propuesta técnicamente feroz: perforaciones kilométricas, instrumentación extremadamente sensible y unas partículas que atraviesan casi todo sin dejar huella.

IceCube: un kilómetro cúbico para capturar partículas fantasma

El primer gran ensayo fue AMANDA, desarrollado progresivamente durante los años noventa. Demostró que la técnica podía funcionar, aunque también dejó claro que hacía falta un detector mucho mayor. Los neutrinos cósmicos de alta energía son tan escasos que observarlos exige un volumen gigantesco de material.

De aquella experiencia nació IceCube, cuya construcción quedó completada a comienzos de la década de 2010. El observatorio utiliza aproximadamente un kilómetro cúbico de hielo antártico y dispone de 5.160 módulos ópticos digitales distribuidos a lo largo de 86 líneas verticales enterradas en el glaciar, a profundidades que llegan aproximadamente hasta los 2.450 metros.

La escala no es un capricho de ingeniería. Es una necesidad física. Los neutrinos interactúan tan poco con la materia que hace falta vigilar una cantidad descomunal de hielo para aumentar las posibilidades de que alguno deje una señal detectable. El hielo profundo del Polo Sur, oscuro, estable y extraordinariamente transparente, ofrece además unas condiciones difíciles de reproducir en otro lugar.

Cuando un neutrino interactúa ocasionalmente con la materia puede generar partículas cargadas que producen un breve destello de luz. Los sensores de IceCube registran esas señales y los científicos reconstruyen, a partir de ellas, propiedades como la energía y la dirección aproximada de la partícula original. Es física de precisión realizada dentro de un glaciar. Literalmente.

Qué tienen de especial los neutrinos cósmicos

Los neutrinos son partículas elementales sin carga eléctrica y con una masa diminuta. Se generan continuamente en procesos nucleares y atraviesan el planeta, los edificios y nuestro propio cuerpo sin que ocurra prácticamente nada. Esa indiferencia ante la materia es precisamente la característica que los convierte en observadores privilegiados del universo.

Una partícula cargada, como un protón, puede cambiar de trayectoria durante su viaje debido a los campos magnéticos del espacio. Cuando llega a la Tierra, seguir su camino hacia atrás no conduce necesariamente al lugar donde nació. Los neutrinos, al no tener carga eléctrica, no sufren esa desviación del mismo modo y conservan mucha más información sobre su procedencia.

La luz tampoco lo cuenta todo. Los rayos gamma pueden ser absorbidos o debilitados al atravesar determinadas regiones del universo. Un neutrino, en cambio, puede escapar de zonas densas y recorrer enormes distancias casi intacto. De ahí su valor para investigar agujeros negros, galaxias activas y aceleradores cósmicos que funcionan como auténticos laboratorios naturales.

El hallazgo de 2013 que cambió la astronomía de neutrinos

El salto decisivo llegó en 2013, cuando la colaboración IceCube presentó evidencias sólidas de neutrinos de muy alta energía cuyo origen no podía explicarse únicamente mediante procesos atmosféricos. El análisis de los primeros acontecimientos extraordinarios registrados por el detector apuntaba a partículas llegadas desde fuera del sistema solar.

Era exactamente aquello para lo que se había construido el observatorio. Los datos confirmaban que los neutrinos podían utilizarse para estudiar los aceleradores naturales de partículas repartidos por el cosmos, capaces de producir energías que superan de manera descomunal las alcanzadas en los laboratorios terrestres.

La observación abrió paso a la llamada astronomía de neutrinos de alta energía. Su propósito es identificar dónde y cómo se producen algunas de las partículas más energéticas conocidas. Durante décadas, la física sabía que el universo albergaba aceleradores naturales extraordinarios. Localizarlos con precisión era otra historia.

Agujeros negros y galaxias activas entran en el mapa

IceCube no se ha limitado a demostrar que existen neutrinos astrofísicos. El siguiente reto consiste en descubrir qué objetos concretos los fabrican. Entre las fuentes estudiadas aparece la galaxia activa NGC 1068, también conocida como Messier 77, cuyo núcleo alberga un agujero negro supermasivo rodeado por un entorno extremadamente energético.

Las observaciones han encontrado evidencias de neutrinos de alta energía asociados a esa región del cielo, lo que refuerza la idea de que determinados núcleos galácticos activos pueden funcionar como aceleradores cósmicos. Aun así, identificar y caracterizar todas las fuentes exige acumular muchos más datos. El universo no suele entregar sus secretos con una única señal limpia.

IceCube también ha permitido estudiar neutrinos relacionados con nuestra propia Vía Láctea. La investigación intenta combinar estas partículas con otras señales, desde los rayos gamma hasta las ondas gravitacionales, para reconstruir fenómenos que observados mediante un único instrumento ofrecen solo una parte de la escena.

Es lo que se conoce como astronomía multimensajero: diferentes tipos de señales contando capítulos distintos del mismo acontecimiento cósmico. Luz, partículas y ondas gravitacionales se complementan. Algo parecido a reconstruir una tormenta escuchando el trueno, viendo el relámpago y midiendo después la vibración del suelo.

Una apuesta científica que necesitó décadas

La dimensión del Nobel está también en el tiempo. Halzen empezó a perseguir esta posibilidad hace alrededor de cuatro décadas. Los primeros sensores llegaron al hielo antártico durante los años noventa; después vino AMANDA, más tarde IceCube y finalmente la detección de los neutrinos procedentes del cosmos que justificaba aquella apuesta.

El propio científico ha descrito el proyecto como una aventura cuyo éxito no estaba garantizado. No es una fórmula decorativa. Los investigadores tuvieron que resolver problemas que iban desde la perforación de kilómetros de hielo hasta el comportamiento de la luz en diferentes capas del glaciar y la resistencia de equipos que, una vez instalados, quedarían atrapados bajo tierra.

El Nobel está dotado con 12 millones de coronas suecas, alrededor de 1,1 millones de euros. Halzen sucede a John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis, distinguidos con el Nobel de Física de 2025 por trabajos relacionados con fenómenos de mecánica cuántica observables a escala macroscópica.

IceCube-Gen2 quiere multiplicar la capacidad de observar el cosmos

La historia tampoco termina con el Nobel. La siguiente generación del observatorio, IceCube-Gen2, plantea ampliar considerablemente la capacidad de detección hasta abarcar un volumen del orden de ocho kilómetros cúbicos de hielo. Cuanto mayor sea el detector, más neutrinos podrá registrar y mayores serán las posibilidades de localizar con precisión sus fuentes.

El objetivo es pasar de saber que existen neutrinos procedentes de fenómenos extremos a construir un auténtico mapa del cielo en neutrinos. Localizar más fuentes permitiría estudiar con otro grado de detalle agujeros negros supermasivos, explosiones estelares y otros escenarios capaces de acelerar partículas hasta energías difíciles siquiera de imaginar.

Una nueva forma de mirar el universo

El Nobel de Física de 2026 reconoce algo más profundo que una máquina extraordinaria enterrada en la Antártida. Premia el nacimiento de otra forma de observar el cosmos. Durante siglos, la astronomía dependió esencialmente de la luz visible. Después llegaron las ondas de radio, los rayos X, los gamma y, mucho más recientemente, las ondas gravitacionales.

Los neutrinos añaden otro sentido a esa mirada. Pueden atravesar regiones opacas para otras formas de radiación y conservan información sobre los procesos extremos que los generaron. Allí donde un telescopio convencional puede encontrar oscuridad, estas partículas casi invisibles siguen viajando.

Halzen apostó por escucharlas cuando hacerlo parecía poco más que una obstinación científica. Décadas después, el hielo del Polo Sur funciona como uno de los observatorios más singulares jamás construidos y sus sensores empiezan a señalar dónde se esconden algunos de los aceleradores más violentos del universo. Esa nueva mirada al cosmos, más que el tamaño monumental del experimento, explica el Nobel.