瑞典皇家科学院10月6日宣布，将2026年诺贝尔物理学奖授予科学家弗朗西斯·哈尔岑，以表彰其对冰立方中微子天文台的决定性贡献和发现具有天体物理起源的高能中微子。
“弗朗西斯·哈尔岑于1988年创新性提出了利用南极洲天然的冰来研究中微子，在1立方千米的冰中铺设光传感器来探测中微子，并于2013年首次探测到了来自地球之外的高能中微子，从而开创了高能中微子天文的新时代。”中国科学院大学物理科学学院长聘教授何吉波介绍，中微子无处不在，但和物质的相互作用非常小。只有极少数中微子和原子核发生相互作用，然后产生微弱闪光。但正因为这个特性，中微子可能在宇宙中飞行很长时间后仍然携带其产生时的原初信息，因此提供了研究宇宙独一无二的手段。
2023年“冰立方”外观图。图片来源：“冰立方”中微子天文台官网
国科大物理科学学院长聘副教授傅金林解释，中微子是一种理想的天文信使。它不带电，只参与弱相互作用或引力相互作用，能够不受阻碍地传递致密天体源的信息，在源内部以及前往地球的途中，不会因吸收或磁场偏转而失去这些信息。“然而，它们极难被捕获，需要体积庞大的探测器。”
冰立方中微子天文台位于南极地下2000米的深层冰中，利用5000多个光学传感器，将约1立方千米天然冰体变成巨型“望远镜”，捕捉中微子与冰相互作用后产生的微弱闪光。弗朗西斯·哈尔岑从构想、建设到运行持续推动该项目，带领国际合作组克服极地环境与技术挑战，将理论设想转化为精确观测，发现了能量达到千万亿电子伏特的天体物理起源的中微子。这些中微子被认为产生于宇宙射线与周围物质或辐射的碰撞，为研究宇宙射线起源及天体粒子加速机制提供了新途径。此后，冰立方中微子天文台进一步观测到银河系高能中微子，并获得与活动星系核相关的中微子信号证据。
何吉波对比了冰立方中微子天文台与我国江门中微子实验。他说，冰立方中微子天文台使用了9亿多吨的冰作为探测器，是一个搜寻宇宙中各种来源的极高能中微子的大科学装置；而江门中微子实验使用了2万吨的液体闪烁体，是一个精密测量中微子性质的大科学装置，目前的数据已经给出“中微子质量正序”的迹象。
傅金林认为，未来，“冰立方二代”及“海铃计划”等新一代望远镜，将与电磁波、宇宙射线和引力波观测相结合，推动多信使天文学深入发展。
来源：北京日报客户端
记者：相旭阳
