O prémio Nobel da Física de 2026 foi atribuído ao cientista Francis Halzen pela “descoberta de neutrinos altamente energéticos de origem astrofísica” e “contribuições decisivas para o Observatório IceCube Neutrino”. O anúncio foi feito esta terça-feira pela secretária-geral da Academia Real de Ciências da Suécia, Ellen Moons, em Estocolmo.

Um neutrino é um “mensageiro fantasma do Espaço” e o físico belga percebeu que seria possível acompanhar estas partículas através do gelo na Antártida. A sua descoberta permitiu a criação de um observatório no Polo Sul terrestre, onde conseguem seguir o trajeto de neutrinos que “nascem” no Espaço. O mais curioso é que não deixa de ser uma partícula subatómica sem carga elétrica, com uma massa extremamente residual e quase não interage com qualquer outro tipo de matéria. É, também, a segunda partícula mais abundante no universo.

“Foi uma grande surpresa”, admitiu o laureado, numa chamada em direto desde a Academia Real de Ciências da Suécia. “Não estava nada à espera, estou a viajar por Itália para uma conferência”, acrescentou o físico, relembrando que foi “uma longa aventura, mas que finalmente funcionou”. Francis Halzen apresentou a sua hipótese para conseguir capturar neutrinos em 1988, defendendo que o gelo da Antártida tinha “muitas vantagens” relativamente a qualquer outro ponto do globo. Estando livre de “vários tipos de interferência” e sendo uma “área geologicamente estável”, conseguiu ver aprovada a ideia de conduzir estudos com sensores naquela superfície gelada, como recorda a fundação Nobel.

O que distingue um neutrino de qualquer outra partícula altamente energética é o facto de conseguir atravessar qualquer corpo sem mudar de direção ou perder energia. Isto quer dizer que consegue transmitir informação única que chega do Espaço. “Quando um neutrino colide com um núcleo atómico, produz um flash de luz que pode ser seguido por sensores no gelo glaciar”, explicam os especialistas Nobel. A partir desta primeira hipótese, a Universidade de Wisconsin–Madison, onde Francis Halzen fez a sua investigação, avançou com a construção do IceCube Neutrino Observatory.

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O projeto terminou em 2011 e estende-se por mais de um quilómetro cúbico na Antártida. Lá, poucos anos depois da inauguração, detetaram (como previsto) os primeiros neutrinos altamente energéticos, o que permitiu concluir que estas partículas tinham origem fora do nosso Sistema Solar. E assim começou a busca pela origem concreta dos neutrinos.

O trabalho de Francis Halzen foi “motivado pela curiosidade”, como descreve Mark Pearce, o presidente do Comité Nobel da Física — e o prémio distingue a “descoberta fundamental”. A utilidade destas partículas continua a ser questionada. “Alguns colegas e amigos especularam que poderia ser uma forma ideal de comunicar com aliens, mas não acredito que seja o caso”, confessou o laureado Francis Halzen esta terça-feira. Já Mark Pearce admite que a razão pela qual “este tipo de trabalhos” continua a ser premiado deve-se às “propriedades peculiares” dos neutrinos.

Francis Halzen “começou esta área” nos anos 80. É considerado pioneiro na deteção de neutrinos altamente energéticos. Foi o físico belga, que entretanto montou o seu laboratório nos Estados Unidos, que teve “a visão fantástica” de construir o observatório IceCube, na Antártida. Halzen, fruto do prémio Nobel da Física, recebeu também 12 milhões de coroas suecas, cerca de um milhão de euros. Há mais de três décadas que não havia um laureado único na área da Física, desde Georges Charpak em 1992.

A descoberta de uma “nova janela para o Universo”

Não é a primeira vez que trabalhos sobre neutrinos resultam em prémios Nobel. O primeiro foi, precisamente, em 1988, quando um grupo de investigadores foi distinguido pela descoberta de diferentes tipos de neutrinos. O responsável pela primeira observação de uma destas partículas, Frederick Reines, só foi premiado em 1995 (mesmo que as tenha detetado em 1956). De resto, outros projetos relacionados com neutrinos receberam o Nobel da Física em 2002 e em 2015.

O que diferencia este prémio, segundo Eva Lindroth, é o facto de Francis Halzen ter conseguido detetar versões “altamente energéticas” destas partículas, que não vieram “da nossa vizinhança”. “Os outros prémios olharam para os neutrinos oriundos do Sol, que é a nossa maior fonte de neutrinos. Também descobriram coisas interessantes, mas têm muito menos energia”, afirma ao Observador a especialista que pertence ao Comité Nobel da Física. Estes neutrinos descobertos pelo trabalho do físico belga são “mil milhões de vezes mais energéticos” que os já conhecidos pela humanidade.

“Os seres humanos sempre tiveram o desejo de compreender de onde viemos e o que nos rodeia. Sendo o Universo o local onde vivemos, isto dá-nos formas novas e fantásticas de aprender mais sobre ele. É realmente esse desejo humano de saber mais sobre o que nos cerca que torna isto interessante”, explica a física sueca. Não se sabe exatamente que resultados esta procura por informação terá, admite Eva Lindroth, mas os especialistas têm uma “grande esperança” nas respostas que estas partículas poderão dar.

Uma das questões que esta descoberta poderá desmistificar é a própria origem do nosso universo. “Os neutrinos têm uma propriedade fantástica: viajam em linha reta desde o local onde são criados até ao ponto onde os detetamos”, acrescenta a especialista. A partir deste princípio, a ideia é “fazer o caminho inverso e perceber de onde vêm” até se descobrir, no futuro, os locais onde estas partículas altamente energéticas são criadas.

Também não se sabe como adquirem este teor tão elevado de energia, mas tudo aponta para que tenham origem nas regiões em redor dos buracos negros. “São locais onde as partículas podem ser aceleradas até estas energias tão elevadas, ou locais onde se estão a formar novas galáxias”, refere Eva Lindroth, sublinhando que a origem destes neutrinos pode dar-nos informação sobre uma possível ligação entre os buracos negros e a formação de novas galáxias.

De uma forma simplificada, estes neutrinos são “uma nova janela para o Universo”, no sentido em que podem vir de locais fora da nossa galáxia — ou até mesmo de dentro da Via Láctea, mas fora da “nossa vizinhança”. Este trabalho de Francis Halzen permitiu concluir, pelo menos, um detalhe importante: estes neutrinos “já não vêm do Sol, vêm de muito longe”.

O observatório “extremamente grande” que deteta os neutrinos mais energéticos

O observatório IceCube só chegou à Antártida duas décadas após a ideia original de Francis Halzen. “O segredo do seu sucesso é ser extremamente grande”, explica Eva Lindroth. Este detetor de neutrinos altamente energéticos tem um quilómetro cúbico de volume. Traduzindo — e tal como o nome indica — é um cubo com 1km de aresta. Um detetor de neutrinos com uma altura e comprimento de mil metros. Um “aparelho” deste género, destinado a este fim, não precisa de incorporar o gelo do Polo Sul para funcionar.

Desde a inauguração do projeto liderado pelo físico belga em 2011 que têm surgido vários outros observatórios em diferentes pontos do globo. Há um instalado no Mar Mediterrâneo, aliás, que em fevereiro de 2025 descobriu o neutrino mais energético até agora. Os detetores têm de ter a certeza de que conseguem detetar toda a luz produzida quando ocorre uma colisão entre um neutrino e um núcleo atómico. E apesar de os átomos estarem por toda a parte e os neutrinos serem a segunda partícula mais abundante do universo — que estão sempre a atravessar a Terra —, esta colisão só acontece “de vez em quando”.

Mas quando acontece, ocorre uma “explosão” que gera toda uma nova panóplia de partículas. São estas novas partículas que são detetadas pelos observatórios como o IceCube. Algumas das partículas criadas por esta colisão surgem com carga elétrica — algo que não é característico dos neutrinos — e, ao atravessarem o gelo ou a água, emitem radiação. É a radiação destas partículas, que só existem fruto da colisão entre um neutrino e um núcleo atómico, que permite chegar à conclusão de que os neutrinos extremamente energéticos passaram por aquele local.

“Quando ocorrem essas colisões, há diferentes tipos de eventos. Alguns criam rastos, porque certas partículas geradas pelo fenómeno percorrem uma determinada distância no gelo e emitem luz ao longo do caminho, formando uma linha. A partir desses rastos, consegue-se determinar a direção. Isto dá-nos uma margem angular que permite definir a trajetória de origem”, explica a professora da Universidade de Estocolmo. Existem diferentes metodologias para determinar os ângulos de incidência dos neutrinos, que depois permitem identificar a origem destas partículas, mas ainda pendem de confirmação.

Atualmente, o IceCube deteta cerca de uma colisão por dia, identificando estes neutrinos altamente energéticos. De uma forma geral, regista mais de cem mil por ano, entre os muito energéticos e os menos energéticos. Mas apesar de ter sido o primeiro observatório desenhado com este fim, surgiram vários entretanto que, como aponta Eva Lindroth, já ultrapassaram as dimensões do original. “O requisito fundamental é ter um detetor de grandes dimensões”, acrescenta, referindo que os dispositivos já existentes no Mar da China Meridional, na Rússia e mesmo o do Mediterrâneo vão crescer para ser cerca de 10 vezes maiores que o projeto idealizado pelo mais recente laureado Nobel da Física. Mas o IceCube vai ter uma segunda versão, maior, que poderá continuar a contribuir, com ainda mais dados, para as respostas que os especialistas mundiais procuram.