Rekam Jejak Francis Halzen, Ilmuwan Peraih Nobel Fisika 2026

Liputan6.com, Stockholm - Francis Halzen menghabiskan hampir empat dekade mengejar sebuah gagasan yang terdengar tidak biasa yaitu mengubah es Antarktika menjadi teleskop raksasa untuk menangkap partikel yang hampir tak terlihat dari penjuru alam semesta.

Kini, ketekunan ilmuwan Belgia-Amerika itu membuahkan penghargaan tertinggi di dunia sains. Halzen dianugerahi Nobel Fisika 2026 atas kontribusinya yang menentukan terhadap pengembangan IceCube Neutrino Observatory serta penemuan neutrino berenergi tinggi yang berasal dari luar angkasa.

Penghargaan tersebut sekaligus menjadi puncak dari perjalanan panjang Halzen di dunia fisika partikel, astrofisika, dan kosmologi.

Dari Belgia hingga Amerika Serikat

Dikutip dari Anadolu, Kamis (8/10/2026), Francis Halzen lahir di Tienen, Belgia, pada 23 Maret 1944. Ia menempuh pendidikan matematika dan fisika di KU Leuven.

Halzen meraih gelar master pada 1966 dan doktor pada 1969 melalui penelitian mengenai simetri yang rusak pada hadron, kelompok partikel subatomik yang mencakup proton dan neutron.

Setelah menyelesaikan pendidikan doktoralnya, Halzen bekerja di CERN di Jenewa, Swiss. Tidak lama kemudian, ia mendapat undangan untuk datang ke University of Wisconsin-Madison di Amerika Serikat untuk menjalani kunjungan yang awalnya diperkirakan hanya berlangsung enam bulan.

Namun, kunjungan singkat itu berubah menjadi karier akademik selama lebih dari lima dekade.

Sejak bergabung dengan fakultas fisika University of Wisconsin-Madison pada 1972, Halzen terus mengembangkan penelitiannya di persimpangan fisika partikel, astrofisika, dan kosmologi.

Ia kemudian menyandang posisi Vilas Research Professor dan Gregory Breit Distinguished Professor di universitas tersebut.

Pada periode awal kariernya, Halzen bekerja ketika Model Standar fisika partikel sedang berkembang. Penelitiannya mencakup penerapan fisika partikel pada akselerator partikel dan sinar kosmik.

Ia juga menjadi salah satu penulis buku Quarks and Leptons, yang digunakan untuk mempelajari fisika partikel.

Beralih ke Neutrino

Pada pertengahan 1980-an, perhatian Halzen mulai tertuju pada neutrino.

Neutrino merupakan partikel netral dengan massa yang sangat kecil dan jarang berinteraksi dengan materi. Karena karakteristik tersebut, neutrino kerap dijuluki sebagai "partikel hantu".

Partikel ini dapat melewati gas, debu, planet, hingga berbagai materi tanpa banyak diserap atau dibelokkan. Bagi Halzen, sifat tersebut membuat neutrino memiliki potensi besar sebagai pembawa pesan dari tempat-tempat yang sangat jauh di alam semesta.

Ia melihat bahwa mempelajari neutrino dapat membantu para ilmuwan mengamati fenomena di alam semesta yang tidak dapat dilihat dengan cara lain.

Namun, sifat neutrino yang jarang berinteraksi dengan materi juga menjadi tantangan besar. Untuk menangkapnya, dibutuhkan detektor yang sangat besar.

Dari sinilah gagasan Halzen untuk menggunakan es Antarktika sebagai detektor mulai berkembang.

Pada 1987, Halzen memulai proyek Antarctic Muon and Neutrino Detector Array (AMANDA).

Para peneliti menguji kemungkinan menggunakan es jauh di bawah permukaan Antarktika sebagai tempat mendeteksi partikel. Mereka mengebor es hingga kedalaman ribuan meter menggunakan air panas, kemudian menurunkan kabel yang dilengkapi sensor optik ke dalam lubang tersebut.

Air kemudian membeku kembali dan menjebak sensor di dalam es.

Eksperimen AMANDA menunjukkan bahwa es dalam Antarktika cukup jernih dan stabil untuk digunakan sebagai detektor partikel. Temuan tersebut menjadi fondasi teknologi bagi proyek yang jauh lebih besar: IceCube.

Pembangunan IceCube dimulai pada 2004. String sensor terakhir diturunkan ke dalam es pada Desember 2010. Beberapa bulan kemudian, pada Mei 2011, observatorium tersebut menjalankan operasi ilmiah secara penuh.

IceCube akhirnya memiliki 5.160 sensor optik yang ditanam di sekitar satu miliar ton es Antarktika.

Ketika neutrino bertabrakan dengan inti atom di dalam es, tabrakan tersebut menghasilkan partikel bermuatan yang memancarkan cahaya biru sangat redup, yang dikenal sebagai radiasi Cherenkov. Sensor-sensor IceCube kemudian merekam cahaya tersebut untuk memperkirakan energi dan arah datangnya neutrino.

"Kami memulai dari sesuatu yang kecil dan, yang membuat kami sendiri takjub, kami berhasil melewati semua rintangan tersebut," kata Halzen.

Penemuan yang Mengubah Astronomi

Kerja panjang tersebut menghasilkan terobosan penting pada 2013.

IceCube menemukan bukti adanya neutrino berenergi tinggi yang datang dari luar Tata Surya. Penemuan tersebut menunjukkan bahwa partikel dari objek-objek kuat di alam semesta dapat dideteksi melalui es Antarktika.

Salah satu momen penting terjadi pada September 2017 ketika IceCube mendeteksi neutrino dengan energi yang diperkirakan mencapai 290 triliun elektron volt.

IceCube kemudian mengirimkan peringatan kepada observatorium lain. Pengamatan lanjutan menghubungkan neutrino tersebut dengan TXS 0506+056, sebuah galaksi aktif yang ditenagai lubang hitam supermasif dan berjarak sekitar 4 miliar tahun cahaya dari Bumi.

Peristiwa itu memberikan bukti kuat pertama mengenai sumber neutrino kosmik berenergi tinggi sekaligus menunjukkan potensi menggabungkan deteksi neutrino dengan pengamatan menggunakan teleskop konvensional.

Sejak saat itu, IceCube digunakan untuk mempelajari sinar kosmik, materi gelap, sifat neutrino, galaksi Bima Sakti, serta galaksi aktif seperti NGC 1068.

Penghargaan Nobel Fisika 2026 menjadi puncak dari rekam jejak panjang Halzen.

Sebelum Nobel, ia telah menerima sejumlah penghargaan ilmiah, termasuk Balzan Prize, Bruno Pontecorvo Prize, IUPAP Yodh Prize, serta American Physical Society Medal for Exceptional Achievement in Research 2026.

Halzen juga terpilih menjadi anggota US National Academy of Sciences pada 2024.

Komite Nobel menilai kontribusi Halzen melalui kepemimpinannya dalam membangun IceCube dan penemuan neutrino berenergi tinggi telah membuka jalan bagi bentuk astronomi baru.

Ketua Komite Nobel, Mark Pearce, mengatakan Halzen memimpin tim internasional dalam menciptakan instrumen ilmiah yang luar biasa.

Ketekunan dan visi ilmiahnya, kata Pearce, telah membuka jalan bagi jenis astronomi baru.

Pada usia 82 tahun, Halzen menerima Nobel Fisika ketika berada di Italia. Ia mengaku penghargaan tersebut merupakan kejutan yang tidak disangka.

Halzen menjadi satu-satunya penerima Nobel Fisika 2026 dan berhak memperoleh hadiah sebesar 12 juta kronor Swedia, atau sekitar 1,2 juta dolar AS.

Perjalanan Halzen menunjukkan bagaimana sebuah gagasan yang dirintis puluhan tahun lalu—menggunakan es Antarktika sebagai teleskop raksasa—akhirnya berkembang menjadi instrumen yang membantu manusia melihat alam semesta melalui partikel yang sebelumnya nyaris tidak terdeteksi.