當(dāng)?shù)貢r(shí)間10月6日,瑞典皇家科學(xué)院宣布將2026年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予弗朗西斯·哈爾岑,表彰他主導(dǎo)建設(shè)冰立方中微子天文臺,開辟高能中微子天文學(xué)新領(lǐng)域,解開了百年宇宙射線起源謎題。哈爾岑1944年生于比利時(shí)蒂嫩,是比利時(shí)裔美國粒子物理學(xué)家,威斯康星大學(xué)麥迪遜分校杰出教授,冰立方項(xiàng)目首席科學(xué)家。他曾提出一個(gè)宏大構(gòu)想:把南極上千米深的萬年寒冰改造成一臺捕捉中微子的巨型望遠(yuǎn)鏡。

中微子被稱為宇宙的“幽靈粒子”,質(zhì)量極小、不帶電,幾乎不與普通物質(zhì)發(fā)生相互作用,每秒有上百億個(gè)中微子穿過我們的身體而不留下痕跡。光子會被塵埃、磁場遮擋,而中微子可以直線穿越浩瀚宇宙,不受磁場偏轉(zhuǎn),直接攜帶宇宙最劇烈天體事件的原始信息。自1912年宇宙射線被發(fā)現(xiàn)以來,這些來自深空的超高能粒子的來源一直是懸而未決的世紀(jì)難題。
早在上世紀(jì)90年代,哈爾岑啟動了冰立方的前身AMANDA項(xiàng)目,驗(yàn)證“南極冰可以充當(dāng)粒子探測器”的構(gòu)想。當(dāng)時(shí)大家擔(dān)心普通冰里的氣泡會散射光子,無法重建中微子的運(yùn)動方向。但大自然給出了驚喜:南極深處上萬年的冰層在巨大壓力下變得致密純凈,氣泡被完全擠壓消失,完美適配探測需求,這個(gè)意外發(fā)現(xiàn)奠定了冰立方的可行性。
冰立方中微子天文臺坐落于南極阿蒙森-斯科特南極站,探測器埋在冰層1450米至2450米深處,體積達(dá)到1立方公里,布放了數(shù)千個(gè)光電傳感器。當(dāng)高能中微子撞擊冰中的原子核,會產(chǎn)生高速帶電粒子,進(jìn)而發(fā)出淡藍(lán)色切倫科夫光,遍布冰層的傳感器就能捕捉這一瞬閃光,反推中微子的能量和飛行方向。該項(xiàng)目于2005年動工,歷經(jīng)六年艱苦施工,于2010年全面建成投入運(yùn)行,成為人類有史以來最大的中微子探測器。




