周二公布的2026年诺贝尔物理学奖,这次把奖项独家颁给了82岁的比利时裔物理学家弗朗西斯·哈尔森(Francis Halzen)。
这位来自美国威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin–Madison)的教授,做的事情听起来简直像科幻小说——他在南极几公里厚的冰川底下穿针引线,建了一座巨大的“冰下天文台”,专门在冰块里捕捉穿透地球的“宇宙幽灵”。
什么是“幽灵粒子”?
这次获奖的核心主角叫中微子(Neutrino)。
这玩意儿可以说是宇宙中最神秘的粒子之一:
▪️不挑路:它们几乎没有质量,也不带电,能像穿透空气一样穿透星球、墙壁,甚至你的身体。每秒钟就有几百亿个来自太阳的中微子穿过你的双手,你却毫无察觉。
▪️脾气隐蔽:因为它们几乎不跟任何物质发生反应,所以极难被捕捉到,科学家们直接称它们为“幽灵粒子”。
这些粒子携带着来自遥远宇宙深处、黑洞爆裂、超新星爆炸时的“一手情报”。普通的可见光和射线很容易被宇宙尘埃挡住,但中微子能一路畅通无阻地飞到地球,是人类观测宇宙极佳的“宇宙信使”。
在南极冰盖下建“大网”
要想抓到这种穿墙术拉满的“幽灵”,普通的望远镜根本不好使。
早在1988年,在威斯康星大学麦迪逊分校任教的哈尔森就首次提出了建立冰立方中微子天文台(IceCube Neutrino Observatory)的构想。他当时大胆设想:在南极厚厚的冰盖深处铺设一个庞大的传感器网络,利用广袤的南极冰川来捕捉中微子!
因为当高能中微子偶尔撞上冰块里的原子核时,会产生极微弱的微光(切伦科夫辐射)。只要冰块够清澈、传感器网够大,就能捕捉到这点蛛丝马迹。
当时不少同行都觉得这事儿听起来太疯狂,甚至哈尔森自己事后也坦白:“项目刚开始时,大家都觉得这念头可能不错,但几乎没人觉得真能搞成,包括我自己。”
但他硬生生坚持了下来:
▪️先是拿热水钻头在南极冰盖上凿出上千米深的眼子。
▪️然后把一串串光传感器沉入冰层深处。
▪️经过几十年折腾,这套宏大的冰下网络终于在2011年全部建成。
现在的冰立方,占用了一整立方公里的南极冰川,拥有5160个光传感器,由14个国家的数百名科研人员共同维护。而这一切的起点,正是哈尔森当年在威斯康星大学提出的那个疯狂构想。
“幽灵”真的被抓到了
早在2013年,这套冰下大网就首次捕捉到了来自太阳系之外的高能宇宙中微子,直接开创了“中微子天文学”这个全新的领域。
它不仅证明了当年哈尔森的构想完全可行,也让科学家们第一次有了直视黑洞和极极端天体现象的新眼睛。
在接到获奖通知的电话时,哈尔森正身在意大利。他坦言自己感到无比意外和荣幸。这次诺贝尔物理学奖把1200万瑞典克朗(约合120万美元)的奖金全额颁给他一个人,也足见科学界对他这种几十年如一日“硬啃硬骨头”精神的极高认可。
宇宙里那些飞越了几百亿光年的“幽灵信号”,终于在南极的冰川深处被人类听到了。你平时对这种看似遥不可及的宇宙前沿探索感兴趣吗?你觉得花几十年时间在南极凿冰抓粒子值不值?欢迎在评论区聊聊你的看法!