超级天文台建在南极千米冰川下，“幽灵粒子”研究第五次诞生诺贝尔奖

10月6日，瑞典皇家科学院决定将2026年诺贝尔物理学奖授予弗朗西斯·哈尔岑，以表彰他对冰立方中微子天文台作出的决定性贡献，以及对天体物理来源高能中微子的发现。这是中微子研究领域第5次诞生诺贝尔物理学奖。 弗朗西斯・哈尔岑出生于1944年，是比利时裔美国物理学家，任职于威斯康星大学麦迪逊分校。在新闻发布会现场，主办方与他电话连线，哈尔岑不断感慨“我们很幸运”，并向合作者致谢。 让哈尔岑获奖的冰立方中微子天文台位于南极洲，他在1988年提出一个大胆的构想——利用南极纯净冰川冰层捕捉宇宙中微子。中微子被科学界称为“幽灵粒子”，它是构成物质世界的基本粒子之一，不带电荷、质量极其微小，几乎不与物质发生相互作用。每秒钟就有千万亿个中微子穿过我们每个人的身体，它们可以径直穿透地球、穿透人体，却不留任何可感知痕迹，极难捕捉。 南极的厚达上千米的冰层，成为捕捉中微子的“显影放大器”，当中微子与一个原子核碰撞时，会产生一道闪光，布放在冰层中的光传感器便可记录信号，反推中微子的方向与能量。2011年冰立方全面竣工，科研团队很快就依靠该装置探测到来自太阳系外的高能中微子，正式开启高能中微子天文学时代。 诺贝尔物理学奖委员会主席马克・皮尔斯评价，哈尔岑带领国际科研与工程团队打造出这台划时代设备，他的坚韧与科学远见，开辟了全新的天文学研究范式。 现代快报记者梳理历史获奖名单发现，中微子是诺贝尔物理学奖的长期热门赛道，2026年是该领域第五次诞生诺奖，平均10年就能登上诺奖名单一次。为何诺奖对中微子研究“青眼有加”？这是因为高能中微子从遥远宇宙极端天体诞生后，沿直线穿越宇宙，能量不会衰减，能够携带其他信使粒子无法传递的原始信息。它如同来自宇宙深处的信使，帮助人类窥见黑洞、活动星系核等极端天体内部的物理过程，有望揭开宇宙线起源之谜，甚至帮助回答宇宙正反物质不对称等基础物理重大问题。 中微子研究虽然是诞生诺奖的热门领域，但从事该领域研究，对大型科学装置的选址要求非常苛刻。就以哈尔岑主持的冰立方中微子天文台为例，它包含86根垂直埋入冰层2.5公里深的电缆，悬挂5160个光学传感器，覆盖1立方公里冰体，耗资2.79亿美元。南极冰川环境有其他地方难以企及的条件，这里没有人类活动，且地质情况稳定，天然屏蔽了各种干扰因素。 2015年获得诺奖的梶田隆章，是依靠日本的“超级神冈探测器”，发现中微子振荡现象。该装置位于岐阜县神冈町地下约1000米处的废弃矿井中，使用约5万吨超纯水作为探测介质。 如今，我国也具有中微子研究的较强实力。2025年，江门中微子实验室也投入运行。该实验室位于广东江门开平市地下 700 米深处。2026年6月，其研究成果以封面文章形式刊发于国际顶尖期刊《自然》。 回顾中微子研究的历史，从首次探测，到发现振荡、捕捉宇宙高能中微子，跨越数十年，该领域研究持续产出颠覆性成果。未来，“幽灵粒子”作为观测远古宇宙的窗口，还将持续拓展人类认知边界。

📕作者： 刘财撰 · 更新于 2026-10-07 09:29:35

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