2026年诺贝尔物理学奖揭晓,弗朗西斯·哈尔岑荣获此奖项。他是比利时出生的物理学家,现为美国威斯康星大学麦迪逊分校教授。这是自1992年以来首次由单人独享该奖项,上一次是法国人夏尔帕克。
82岁的哈尔岑因其对冰立方中微子天文台的决定性贡献以及发现来自天体物理源的高能中微子而获奖。这已经是中微子研究第五次登上诺贝尔奖领奖台。中微子被称为“幽灵粒子”,因为它不带电,几乎没有质量,且以接近光速的速度运动。每一秒钟都有数万亿个中微子穿过我们的身体和地球,但我们无法感知到它们的存在。
中微子是在1930年由奥地利裔美籍理论物理学家泡利提出的。当时他在研究放射性时发现能量守恒定律似乎被违反了,于是他假设有一种粒子带走了这部分能量。尽管他自己认为这种粒子可能永远测不到,但这一假设最终得到了证实。
长期以来,宇宙线的来源一直困扰着物理学家。这些高能粒子的能量远超地球上实验室所能产生的能量。由于中微子不带电且几乎不与任何物质相互作用,因此它能够携带宇宙深处的信息到达地球。中微子成为了解宇宙的重要工具,因为它的方向和能量在穿越宇宙的过程中不会改变。
为了捕捉中微子,哈尔岑提出在南极冰层中建造探测器。南极冰盖厚度达几千米,透明度极高,适合用于探测中微子。1988年,哈尔岑开始推动这个项目,经过不懈努力,最终说服了多个国家的科学家和资助机构加入。1996年,最早的试验探测器AMANDA投入运行,验证了方案的可行性。2004年,冰立方中微子天文台正式动工,并于2010年完工。整个探测器造价约2.7亿美元,使用5160个篮球大小的光电传感器埋在冰下1450米至2450米之间。
2013年,冰立方探测到了28个高能中微子事件,其中两个特别引人注目,能量超过1 PeV。这两个中微子被命名为厄尼和伯特,标志着人类首次确认捕获到来自太阳系外的高能中微子。2017年9月,冰立方再次探测到一个高能中微子,并通过与其他望远镜的合作,追踪到了其源头——40亿光年外的一个耀变体。2023年6月,冰立方利用机器学习技术分析了十年的数据,绘制出第一张用中微子拍摄的银河系图像,揭示了新的宇宙信息。



