En enfouissant 5 160 capteurs dans 1 km³ de glace, Francis Halzen a littéralement retourné le télescope. Au lieu de scruter le ciel, l’instrument qu’il a imaginé fixe la glace du pôle Sud et attend qu’une particule venue du cosmos s’y heurte. Le physicien belge vient de recevoir, seul, le Nobel de physique 2026, annoncé le 6 octobre. L’Académie royale des sciences de Suède récompense ses contributions décisives à l’observatoire IceCube et la découverte de neutrinos de haute énergie d’origine astrophysique.

Un télescope sans miroir, sans lentille et sans vue sur les étoiles.

Un cube de glace à la place d’un miroir

Un télescope classique collecte la lumière du ciel. IceCube fait l’inverse : il transforme un volume de glace en détecteur, car Halzen a compris que la glace du pôle Sud pouvait servir à pister les neutrinos, ces particules insaisissables. Un cube d’un kilomètre de côté, truffé de capteurs de lumière, permet selon l’Académie de capturer des neutrinos issus des processus les plus énergétiques de l’Univers lointain.

Un kilomètre cube de glace, c’est l’équivalent d’environ 400 000 piscines olympiques. Les 5 160 capteurs y sont répartis sur 86 câbles, soit 60 capteurs par câble. Une telle démesure s’impose parce que les neutrinos cosmiques de très haute énergie sont rares : il faut un énorme volume de glace pour observer assez de collisions. La taille finale a été atteinte en 2011.

Pour mettre ces câbles en place, les équipes ont foré la glace à l’eau chaude avant d’y descendre de longues lignes de capteurs, rapporte Scientific American. IceCube reste aujourd’hui le plus grand télescope à neutrinos du monde, le premier détecteur de cette classe à l’échelle du gigatonne.

Le neutrino, lui, traverse tout sans s’arrêter. Selon l’Académie, 65 milliards de neutrinos venus du Soleil traversent chaque seconde l’ongle de votre petit doigt, soit environ huit fois la population de la planète, sans que vous sentiez quoi que ce soit. Le détecteur n’attend donc pas ceux qui passent, mais l’infime minorité qui percute un atome de glace et provoque un éclair de lumière enregistré par les capteurs.

1988, des bulles d’air et un soir de Noël

L’idée est présentée pour la première fois en 1988. Elle s’inspire d’un projet soviétique de détection radio en Antarctique, et Halzen l’a lui-même décrite comme une « cute idea », rapporte Big Think. Il faut pourtant attendre 1992 pour les premiers essais de descente de capteurs dans le glacier du pôle Sud. AMANDA, le prédécesseur d’IceCube, sera ensuite construit jusqu’en janvier 2000.

Les premiers essais ont déçu, la faute aux bulles d’air présentes dans la glace. Plus bas, la situation s’inverse : sous 1 400 m, la glace est si pure qu’elle laisse la lumière filer.

Un éclair y parcourt 300 m avant d’être absorbé.

Le soir de Noël 1993, Halzen attendait, l’ordinateur sur les genoux, la confirmation de l’installation du premier câble. 33 ans plus tard, ce même homme reçoit le Nobel.

19 ans séparent les premiers essais de 1992 de la taille finale atteinte en 2011. Pour un chercheur qui commence sa thèse, c’est presque une demi-carrière. Dans un quotidien rythmé par des applications mises à jour chaque semaine, ce tempo paraît venir d’une autre époque.

Des neutrinos venus de loin, une astronomie nouvelle

IceCube est achevé en 2011, et les résultats arrivent vite. Les chercheurs repèrent d’abord les premiers neutrinos de haute énergie, avec en 2013 les premières preuves de neutrinos cosmiques. Quelques années plus tard, ils publient la découverte de neutrinos qui doivent provenir de bien au-delà de notre système solaire. La chasse aux sources de ces particules peut alors commencer pour de bon.

Le comité Nobel estime qu’IceCube hisse l’astronomie des neutrinos à un nouveau niveau, en apportant des informations sur des phénomènes cosmiques cachés derrière des nuages de poussière ou des objets lointains comme les trous noirs. Son président, Mark Pearce, parle d’un instrument fantastique, conçu par une équipe internationale de chercheurs et d’ingénieurs que Halzen a dirigée.

La lumière, elle, se heurte à tout : poussière, gaz, matière. Observer l’Univers avec elle seule revient à écouter un concert à travers une cloison. Le neutrino franchit la cloison sans ralentir, et c’est ce passage, guetté par 5 160 capteurs, qu’IceCube enregistre.

38 ans séparent l’idée de 1988 du Nobel de 2026.

Un Nobel belge, né de la science financée sur fonds publics

Francis Halzen est né en 1944 à Tirlemont, en Belgique. Docteur de la KU Leuven depuis 1969, il enseigne aujourd’hui à l’université du Wisconsin-Madison.

Lors de la conférence de presse qui a suivi l’annonce, il a dit espérer que le prix rejaillisse sur les personnes courageuses qui l’avaient rejoint au début du projet. Chercheur principal d’IceCube, il dirige un observatoire que Big Think décrit comme une installation phare de la National Science Foundation américaine. Scientific American y voit le genre de science expérimentale de grande envergure aujourd’hui menacée financièrement aux États-Unis.

L’Europe a sa part : Halzen a contribué à ASTRONU (2005-2008), un projet soutenu par l’UE et doté de 255 188 euros via les actions Marie Skłodowska-Curie, indique la Commission européenne. La commissaire à la recherche, Ekaterina Zaharieva, a salué le prix en citant aussi les télescopes à neutrinos européens installés dans les profondeurs marines.

Sources : bigthink.com | business-times.fr