瑞典皇家科学院当地时间10月6日在斯德哥尔摩宣布,2026年诺贝尔物理学奖授予比利时裔美籍物理学家弗朗西斯·哈尔岑,表彰其“对冰立方中微子观测站的决定性贡献以及高能天体中微子的发现”。现年82岁的哈尔岑是美国威斯康星大学麦迪逊分校物理学教授,也是南极冰立方观测站的首席研究员。他是1992年以来首位独享诺贝尔物理学奖的得主,本年度物理学奖奖金为1200万瑞典克朗。颁奖典礼将于12月10日在斯德哥尔摩举行,由瑞典国王卡尔十六世·古斯塔夫为获奖者授奖。
事件经过
10月6日的新闻发布会上,瑞典皇家科学院公布了本年度物理学奖的归属。诺贝尔物理学委员会成员埃娃·奥尔森在宣读获奖理由时指出,哈尔岑发展出的巨型南极观测设施,为一种“全新类型的天文学”奠定了基础。诺贝尔物理学委员会主席马克·皮尔斯在声明中表示:“弗朗西斯·哈尔岑带领一支由研究人员和工程师组成的国际团队,为我们带来了一台卓越的仪器。他的坚韧和科学远见为一种全新的天文学铺平了道路。”
公布当天,哈尔岑正在意大利旅行,他通过电话连线出席了新闻发布会。这位82岁的科学家坦言得奖“是个巨大的惊喜”,“完全没有预料到”。他说:“当我们启动这个项目时,大家都觉得这也许是个好主意,但很少有人认为它会成功,包括我自己。这就像一场冒险,成功毫无保证。”他还表示,自己早前就曾被预测可能获奖,但真正的消息传来时依然感到“很不真实”。
哈尔岑的故事始于1988年。当时已在威斯康星大学麦迪逊分校任教的他,首次提出了在南极冰层中捕捉中微子的设想:不再建造传统的小型探测器,而是把南极冰盖本身变成一台探测器。中微子是宇宙中最难以捕捉的粒子之一,它们在恒星爆发、星系中心等极端天体环境中产生,几乎不与任何物质发生相互作用,每秒都有万亿个中微子穿过人体而不留痕迹。正因为“无所不穿”,它们也被称作“幽灵粒子”。哈尔岑的方案是:在足够庞大的冰体中埋设大量传感器,守株待兔地等待中微子偶然撞上原子核、激发出一闪微光,再据此还原粒子的来源方向。
这条路走了近四十年。先行实验装置“阿曼达”于2000年建成,但规模太小,无法完成真正的宇宙中微子搜寻。在美国国家科学基金会的资助下,团队从2004年起正式建设冰立方观测站,到2010年底、2011年初全面建成。观测站位于南极点附近,由埋设在大约一立方公里冰层中的数千个光学传感器组成,传感器深埋在冰下两公里以上的深处。2013年,冰立方探测到了首批来自太阳系之外的高能中微子,人类第一次拥有了“看”宇宙极端天体事件的全新眼睛。此后,观测站还把高能中微子源指向银河系内外的极端天体环境,逐步拼凑出宇宙中神秘粒子加速器的图景。
据《天文学》杂志介绍,冰立方是世界上最大的中微子望远镜:它没有镜片和镜筒,“镜面”就是大约一立方公里、重达十亿吨的南极冰。超过5000个光学传感器被埋设在冰下深处,日夜守候中微子与冰中原子核碰撞时激发的微弱闪光,平均每天能捕捉到约一个值得深入分析的信号。这些信号先汇聚到南极点地表的实验室,再传往世界各地的研究机构分析。
在2013年首次确认宇宙中微子之后,冰立方的科学产出不断累积:观测站确认高能中微子既来自银河系内,也来自遥远的银河系之外;2022年,团队宣布从活跃星系NGC 1068方向探测到持续的中微子信号群。中微子就这样从“只能证明存在”的粒子,变成了可以用来反推宇宙极端天体位置的信使。
各方反应
诺贝尔物理学委员会主席马克·皮尔斯在获奖声明中高度评价哈尔岑的“坚韧和科学远见”,认为他“为一种全新的天文学铺平了道路”。英国物理学会主席保罗·豪沃斯发表声明,向哈尔岑致以最热烈的祝贺,称这一荣誉“实至名归”,希望所有为冰立方作出贡献的人都能为这项成就感到自豪。
威斯康星大学麦迪逊分校临时校长埃里克·威尔科茨在新闻稿中说:“冰立方是世界上独一无二的望远镜,也没有哪位科学家能像弗朗西斯·哈尔岑这样,他在近一英里厚的冰层下建造中微子探测器的想法,促成了一场卓越的跨国、跨机构科学合作,也从根本上改变了我们思考宇宙的方式。”该校是冰立方观测站的牵头机构,哈尔岑自上世纪七十年代初起就在此任教。
曾领导“事件视界望远镜”拍下首张黑洞照片的荷兰物理学家海诺·法尔克表示,看到天体物理学研究再度获得诺贝尔奖的充分认可“令人欣喜”。他说,2011年、2017年、2019年和2020年的物理学奖都曾颁给天文学相关研究,说明天体物理学已成为诺奖殿堂的重要成员。
比利时方面同样欢欣鼓舞。哈尔岑出生于比利时,布鲁塞尔自由大学与布鲁塞尔弗拉芒自由大学共建的高能物理研究所早在1998年就加入了冰立方的先行实验,而比利时也是冰立方的四个创始国之一,与美国、德国、瑞典并列。该校研究人员表示,这枚诺奖既属于哈尔岑个人的远见,也属于三十多年来让冰立方成为现实的数百名研究人员。
背景与影响
中微子是粒子物理学标准模型中的基本粒子,质量极小且不带电荷。太阳每时每刻都在向外释放大量中微子,恒星爆炸、黑洞吞噬物质、伽马射线暴等宇宙中最剧烈的现象同样是中微子的产地。传统天文学依赖光和引力波等信使,而中微子几乎不受磁场干扰、不损失能量、不改变方向,到达方向直接指向其源头。把中微子纳入观测工具,等于为人类打开了一扇观察宇宙暴力事件的“新窗户”。
哈尔岑1988年的原始构想并非凭空而来。早在上世纪六十年代,俄罗斯物理学家莫伊塞·马尔科夫就提出过利用大体积天然水体或冰体探测中微子的想法,但把一立方公里的南极冰变成精密仪器,需要工程、物流和国际协作上的巨大跨越。美国《物理学今日》指出,哈尔岑当年的手绘草图最终变成了现实,而“冒险”成功的那一天,正是2013年首批宇宙中微子信号被确认之时。
诺贝尔奖官方资料显示,2026年物理学奖奖金为1200万瑞典克朗,约合120万美元。哈尔岑是自1992年法国物理学家乔治·查帕克以来,第一位独享物理学奖的获奖者。去年的物理学奖颁给了美国科学家约翰·克拉克、米歇尔·德沃雷和约翰·马蒂尼斯,表彰他们在量子物理原理实验验证方面的贡献。按照惯例,本年度诺奖得主将于12月10日——阿尔弗雷德·诺贝尔逝世纪念日——在斯德哥尔摩接受授勋,随后出席市政厅的盛大晚宴。
值得一提的是,今年的诺奖奖金比上一年提高了约9%,达到1200万瑞典克朗。冰立方本身是一个典型的国际大科学工程:由美国国家科学基金会主要资助,威斯康星大学麦迪逊分校牵头,参与者包括美国、德国、瑞典、比利时四个创始国的数百名研究人员与工程师。三十多年的建设与运行,让一块南极冰原变成了人类观察宇宙的“新眼睛”。
冰立方的故事并未结束。科学界已规划下一代装置“冰立方二代”,计划覆盖八立方公里冰层,灵敏度将提升约十倍,预计在二十世纪三十年代初投入运行。哈尔岑本人在获奖后表示,这项工作的主要成果“尚未到来”,现在断言它将揭示宇宙的哪些秘密“为时过早”。他说:“这是一种观察宇宙的新方式,需要更大、更多的望远镜,才能成为真正的天文学。它将带来什么,无法预测。”
权威一手来源
路透社:Francis Halzen wins 2026 Nobel Prize in Physics
美国有线电视新闻网:Nobel Prize in physics awarded to Francis Halzen for his work detecting ‘ghostly’ cosmic particles
《物理世界》:Francis Halzen wins Nobel Prize in Physics
《天文学》杂志:Francis Halzen wins the 2026 Nobel Prize in physics
《物理学今日》:Francis Halzen to receive 2026 Nobel Prize in Physics for cosmic neutrino detection
核验日期:2026-10-08
免责声明
本文基于公开新闻报道与权威机构发布的信息编译整理,旨在提供资讯参考,不构成任何专业建议。诺贝尔奖相关细节以瑞典皇家科学院及诺贝尔奖官方网站公布的内容为准;科学数据与历史时间线如有出入,请以原始研究机构的官方说明为准。
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