北京
这座名为“冰立方”的天文台利用南极冰层探测来自太空的罕见中微子。
一位比利时裔美国粒子物理学家因其在世界最大中微子望远镜上的工作而获得2026年诺贝尔物理学奖，该望远镜能够探测南极冰层下的“幽灵粒子”。
瑞典皇家科学院于10月6日（星期二）将2026年诺贝尔物理学奖授予弗朗西斯·哈尔岑。哈尔岑是威斯康星大学麦迪逊分校的希尔代尔和格雷戈里·布雷特杰出教授，也是该校基本粒子物理研究所所长。
这位获奖者是“冰立方”的首席研究员，这是世界上最大的中微子望远镜。这座独特的天文台利用嵌入南极冰层中的数千个光传感器来探测被称为中微子的难以捉摸的粒子，它们常被称为“幽灵粒子”。
“弗朗西斯·哈尔岑领导了一支由研究人员和工程师组成的国际团队，为我们提供了一台绝妙的仪器，”诺贝尔物理学委员会主席马克·皮尔斯指出。“他的坚韧和科学远见为一种新型天文学开辟了道路。”
南极冰层下的巨型望远镜
中微子是微小的基本粒子，不带电荷。它们被称为幽灵粒子，因为它们很少与物质发生相互作用。它们几乎完全不受干扰地穿越巨大的宇宙距离。这使科学家能够研究宇宙中一些能量最高、最神秘的事件。
然而，中微子偶尔会与原子碰撞，产生带电粒子，并发出微弱的光闪。这些信号可以被深埋在清澈南极冰层中的灵敏仪器捕捉到。哈尔岑于1988年首次提出利用南极冰层探测中微子。
这一想法最终促成了“冰立方”（冰立方中微子天文台）的建成，它观测着地理南极点附近约0.24立方英里（1立方公里）的冰层。该探测器由美国国家科学基金会（NSF）支持，于2011年完工。
据报道，它包含5160个最初嵌入冰层中的数字光学模块（DOM）。在2026年初的一次升级中，又增加了600至670个先进传感器。
“冰立方与世界上的任何其他望远镜都不同，”威斯康星大学麦迪逊分校临时校长埃里克·威尔科茨博士在一份声明中说。“也没有其他科学家像弗朗西斯·哈尔岑那样，他要在近一英里厚的冰层下建造中微子探测器的想法促成了一项非凡的跨国、多机构科学合作，以及我们对宇宙思考方式的根本转变。”
对宇宙的新视角
“冰立方”在2013年达到一个里程碑，当时科学家宣布首次探测到来自太阳系外的高能中微子。然后，在2017年9月，它探测到一个高能中微子，哈尔岑及其团队将其追溯到包含一个超大质量黑洞的遥远活动星系。
结合其他望远镜的观测，这一发现帮助科学家首次确定了高能宇宙射线的一个来源。它们的起源曾困扰研究人员一个多世纪。
“冰立方”还在2022年帮助确定了来自约4700万光年外一个活动星系的高能中微子发射。2023年，研究人员制作了首张基于中微子的银河系图像，证明我们自己的星系也会产生高能中微子。
这些发现帮助建立了“多信使天文学”，即利用光、中微子、引力波和其他宇宙信号来研究宇宙。该团队希望“冰立方”能揭示更多关于产生中微子的极端环境的信息，并发现此前未知的宇宙现象。
与此同时，这座天文台最近进行了自15年前完工以来的首次重大扩建。哈尔岑1944年出生于比利时，1972年加入威斯康星大学麦迪逊分校物理系。
他是与该大学相关的第六位获得该荣誉的物理学家，也是该校第23位诺贝尔奖得主。2026年诺贝尔物理学奖的奖金约为127万美元（1200万瑞典克朗）。
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