Neutrinos sind die bei Weitem häufigsten und zugleich rätselhaftesten Elementarteilchen. Jeder Kubikzentimeter unseres Körpers wird in jeder Sekunde von rund 60 Milliarden von ihnen durchströmt. Die meisten davon kommen aus dem Inneren der Sonne, andere werden in der Hochatmosphäre durch den Einfall kosmischer Strahlen erzeugt. Weil sie keine Ladung tragen und daher mit normaler Materie kaum reagieren, ist es äußerst schwierig, sie einzufangen und zu vermessen.  So wissen die Wissenschaftler bis heute nicht, wie groß die Masse dieser Partikel ist. Um wenigstens einiger dieser Geisterteilchen habhaft zu werden, nutzen die Neutrino-Forscher voluminöse Nachweisgeräte tief unter der Erde. Eines der ambitioniertesten Neutrino-Detektoren ist „Ice Cube“ im Eispanzer der Antarktis. Damit konnten in den vergangenen Jahren erstmals extrem energiereiche Neutrinos gemessen werden, die nicht von der Sonne oder aus der Höhenstrahlung kommen, sondern aus der Tiefe des Alls. Nun wird Francis Halzen für seine „entscheidenden Beiträge zum Ice-Cube-Neutrino-Observatorium und für die Entdeckung hochenergetischer Neutrinos astrophysikalischen Ursprungs“ mit dem diesjährigen Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Während die meisten Neutrino-Detektoren riesige mit Wasser gefüllte Tanks sind, besteht Ice Cube aus mehr als 5000 Sensoren, die über einen Kubikkilometer verteilt tief in den Eispanzer über dem Südpol eingelassen sind. Die dicke Eisschicht lässt außer Neutrinos andere Teilchen kaum passieren. Durchfliegt ein ankommendes Neutrino mit annähernd Lichtgeschwindigkeit das Eis, kommt es zur Abstrahlung eines charakteristischen Lichts, sogenannter Cherenkov-Strahlung, das die Sensoren registrieren. Aus diesem Signal können die Forscher auf die Energie des Neutrinos schließen, sowie auf die Richtung, aus der es gekommen ist. Die Antarktis bietet ideale Bedingungen Halzen, der 1944 in der belgischen Stadt Tienen geboren, an der Katholischen Universität Löwen promoviert wurde und der heute an der Universität Wisconsin–Madison in den USA forscht, erkannte als einer der Ersten, dass das antarktische Eis gerade ideal dazu geeignet ist, Neutrinos nachzustellen, die aus astronomischen Quellen im interstellaren und intergalaktischen Raums stammen. Denn in einem Kilometer Tiefe herrscht in dem Eis der Antarktis absolute Dunkelheit. Es gibt keine makroskopischen Lebewesen, und die Konzentration radioaktiver Substanzen, deren Strahlung die Messungen stören würden, ist verschwindend gering. Zudem ist die Antarktis geologisch stabil. Halzen überzeugte schnell viele Kollegen von seiner Idee, und im Jahr 1992 begann eine Gruppe von Forschern und Ingenieure unter Halzens Leitung, unweit der amerikanischen Südpolbasis Amundsen-Scott am geographischen Südpol kilometertiefe Löcher ins Eis zu bohren, darin Lichtsensoren zu versenken und sie dann darin festfrieren zu lassen, um sie so zu fixieren. Für die idealen Messbedingungen nahmen die Forscher etliche Nachteile in Kauf. Reisen zum und vom Südpol sind nicht zuletzt wegen der extremen Kälte dort während eines Großteils des Jahres nicht möglich. Alle praktischen Arbeiten mussten während des kurzen antarktischen Sommers zwischen November und Februar durchgeführt werden. Zahlreiche energiereiche Ereignisse Es sollte rund zwanzig Jahre dauern, bis sich die Mühe auszahlte. Im Jahr 2013 registriert das Neutrino-Observatorium erstmals Neutrinos mit Energien, welche die Forscher schnell davon überzeugten, dass sie nur aus weit entfernten Regionen des Universums stammen konnten. Irdische Ursprünge oder die Sonne kamen für derart hochenergetische Neutrinos nicht infrage. Für die Astronomie hatte sich ein neues Fenster der Erkenntnis aufgetan. Inzwischen wurden zahlreiche Ereignisse nachgewiesen, die von Durchflügen kosmischer Neutrinos zeugen. Diese stammen etwa von Schwarzen Löchern, die im Zentrum aktiver Galaxien sitzen.  Als ein heißer Kandidat gilt die  46 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie NGC 1068  – auch M77 genannt – im Sternbild Walfisch. Denn Ice Cube konnte zahlreiche Neutrinos nachweisen, die aus ihrer Richtung kamen. Im Jahr 2014 wurde ein Neutrino-Ereignis mit der höchsten jemals mit Ice Cube gemessenen Energie nachgewiesen. Es stammte vom Ausbruch eines sogenannten Blazars – eines aktiven Galaxienkerns, dessen Materiejet in Richtung Erde weist, wie Beobachtungen anderer Teleskope belegten. Halzens Forschergruppe, die mittlerweile 300 Wissenschaftler aus zwölf Nationen – darunter auch aus Deutschland – angewachsen ist, konnte auch hochenergetische Neutrinos aus der Milchstraße beobachten. Die Teilchen entstehen, wenn kosmische Strahlung mit Atomen im dünnen Gas zwischen den Sternen unserer Galaxie kollidiert. Derzeit wird Ice Cube weiter ausgebaut. In einem deutlich größerem Eisvolumen sollen neue, noch empfindlichere Lichtsensoren eingelassen werden. Dadurch hofft man, jedes Jahr rund eine Million Neutrinos nachzuweisen, darunter auch viele Geisterteilchen, die Informationen von besonders exotischen Prozessen aus dem tiefen Universum liefern.