スウェーデン王立科学アカデミーは2026年10月6日、ノーベル物理学賞を、米ウィスコンシン大学マディソン校のFrancis Halzen氏に授与すると発表した。南極のニュートリノ観測施設「IceCube Neutrino Observatory」の実現と、高エネルギーニュートリノ天文学の発展への貢献が評価された。
今回の受賞対象はニュートリノ研究そのものだが、その観測を成立させている技術の一つが、高感度な光検出である。ニュートリノは電荷を持たず、物質とほとんど反応しないため、直接捉えることは非常に難しい。そのためIceCubeでは、ニュートリノが氷中の物質とまれに反応した際に生じる荷電粒子が放つチェレンコフ光を検出し、もとのニュートリノの情報を推定する方法が用いられている。
アイスキューブは、南極の地下深くに広がる透明な氷を巨大な検出媒体として利用する観測施設である。氷中には多数の光学センサーが配置され、その中心的な役割を担うのが光電子増倍管（PMT）である。PMTは、極めて弱い光を電気信号へ変換し、さらに増幅することで検出可能にする光センサーで、単一光子レベルの微弱光計測にも用いられる。
ニュートリノ反応に伴って発生したチェレンコフ光は、ごく弱く、広い氷中を伝わって各センサーへ届く。どのセンサーが、どのタイミングで、どの程度の光を捉えたかを詳細に解析することで、ニュートリノの到来方向やエネルギーを推定できるとされる。言い換えれば、直接見ることが難しいニュートリノを、光を介して可視化しているともいえる。
この観測では、PMTだけでなく、透明な氷中での光伝搬特性、微弱光の時間計測、信号処理、センサー配置など、複数のフォトニクス技術が組み合わされている。こうした光学的な検出基盤があったからこそ、高エネルギーニュートリノの観測精度が高まり、宇宙起源のニュートリノを手掛かりに高エネルギー天体現象を調べる「ニュートリノ天文学」が発展してきたと考えられる。
日本の光技術との関わりも深い。アイスキューブでは、浜松ホトニクス製の大型光電子増倍管が使われてきたことで知られている。巨大科学施設の中で、日本発の高感度光検出技術が重要な役割を担っている点は、オプトロニクス分野から見ても注目される。
今回の受賞は、光技術そのものへの授賞ではない。しかし、宇宙から飛来する極めて捉えにくい粒子を観測するために、光へ変換し、その微弱光を高感度に検出するという発想が不可欠だったことを考えると、フォトニクスが基礎物理の大きな成果を下支えしている一例といえそうだ。
前日のノーベル生理学・医学賞では、光を用いて神経細胞の活動を制御する光遺伝学が受賞した。分野は異なるものの、2026年のノーベル賞では、光が「見えないものを捉える」「生命現象を操作する」といった最先端科学の基盤として機能していることが、改めて印象付けられる結果となった。（編集部 三島 滋弘）
