今天，瑞典皇家科學院宣佈，2026年諾貝爾物理學獎授予弗朗西斯·哈爾岑（Francis Halzen），以表彰他對冰立方中微子天文台的決定性貢獻，以及對天體物理起源的高能中微子的發現。

得知諾貝爾物理學獎授予高能中微子探測領域的研究者，中國科學院高能物理研究所所長曹俊表示，作為該領域的開創者，哈爾岑獲獎實至名歸。“哈爾岑在高能中微子研究上做了很多年，在南極建造了一立方公里的中微子探測器，這個想法本身就很了不起。”曹俊說，“冰立方中微子天文台基本達到了預期目標，首次探測到了高能中微子。”

建造了人類歷史上最奇特的天文台

哈爾岑1944年出生於比利時，現為美國威斯康星大學麥迪遜分校教授。早在20世紀80年代，他就提出了一個在當時看來近乎瘋狂的想法：利用南極的冰來捕捉宇宙中最難捕捉的粒子——中微子。

弗朗西斯·哈爾岑（Francis Halzen）。圖片來源：視覺中國

正是這個想法，最終催生了人類歷史上最奇特的天文台之一。這個天文台叫冰立方中微子天文台，它位於南亟亟點，埋在冰層之下，裡面用86根電纜串起了5160個籃球大小的光感測器。

它的工作原理很巧妙：中微子幾乎不與任何物質發生反應，但偶爾會有一個高能中微子撞上冰中的原子，產生帶電粒子；這些粒子在冰中高速穿行時，會發出極其微弱的藍色閃光。冰立方中微子天文台的感測器陣列，就是用來捕捉這些轉瞬即逝的藍光，從而反推中微子的方向和能量。

為什麼要找被稱為“幽靈粒子”的中微子？曹俊解釋，中微子不帶電，不受磁場偏轉，是更可靠的“宇宙信使”。如果科學家能探測到來自遙遠宇宙的高能中微子，並精準重建方向，就可能回溯到天空中的源方向，尋找源天體。如果再聯合光學、X射線、伽馬射線等觀測，就有望研究究竟是什麼天體、通過什麼機制把粒子加速到極端能量。

2013年，冰立方中微子天文台第一次捕捉到來自太陽系外的高能中微子，證明宇宙深處確實存在能產生這些“幽靈粒子”的“宇宙加速器”。“此後幾年，這個天文台又陸續探測到更多來自太陽系外的中微子訊號，證據越來越充分。哈爾岑的工作開創了中微子天文學這一全新領域。大約五六年前，這個領域裡就經常有人預測，哈爾岑可能會獲得諾貝爾獎。”上海交通大學李政道研究所長聘學者徐東蓮說。

在曹俊眼中，哈爾岑是一位和藹可親的老人，始終關心中微子物理未來的發展。“前年，在江門中微子實驗開始取數之前，我們曾組織過一次研討會，討論中微子研究的未來發展，並邀請哈爾岑參加。”曹俊說，“雖然他已經80多歲，但他仍然專程前來參加會議，並參觀了即將建成的江門中微子實驗探測器。”

江門中微子實驗裝置。圖片來源：中國科學院高能物理研究所

“哈爾岑是一位非常純粹的物理學家，既有科學判斷力，也有很強的組織和推動能力。早年，他提出在南極冰層中建設中微子望遠鏡的構想，並長期推動政府、理論研究者、實驗科學家和工程人員共同參與，最終讓這個大膽設想變成了現實。”在徐東蓮看來，從提出科學構想，到組織大型團隊、推動工程落地，這種能力本身就體現了哈爾岑的學術領導力和人格魅力。

徐東蓮表示，哈爾岑在國際高能中微子研究領域具有“教父級”影響力，非常支援青年科研人員，對希望從事超高能中微子探測研究的年輕學者給予了很多激發、幫助、鼓勵和支援。“我曾長期與哈爾岑教授合作，我自己以及項目中的許多年輕科研人員都深受他的影響。”她說。

談及中國在該領域的研究現狀，曹俊表示，目前中國的工作主要聚焦於伽馬天文和超高能宇宙線方向，超高能中微子探測領域只有兩個預研計畫在做前期研究，就是高能水下中微子望遠鏡計畫和海鈴計畫。他也強調，中國不少年輕科研人員正在參與國際實驗，人才和經驗正在積累。

作為海鈴計畫首席科學家，徐東蓮目前已帶領團隊在核心探測器研製、原位環境測量、資料採集、深海精準布放系統研發等方面完成技術創新，並取得階段性突破，為“海鈴計畫”的順利實施奠定了工程基礎。

“這個國慶假期，我們成功完成海鈴望遠鏡首串樣機的深海布放，並成功接入南海觀測網。目前樣機運行正常，表明我們已經全面掌握了深海中微子望遠鏡建設的全鏈工程技術。預期明年將建成海鈴一期，成為地球上首個臨近赤道的中微子望遠鏡，並加入包括冰立方中微子天文台在內的全球中微子天文台，進行聯合觀測。”徐東蓮說。  (科技日報)

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