瑞典皇家科学院10月6日在斯德哥尔摩宣布,将2026年诺贝尔物理学奖授予弗朗西斯·哈尔岑(Francis Halzen),获奖理由是他对冰立方中微子天文台(IceCube Neutrino Observatory)作出的决定性贡献,以及发现了天体物理来源的高能中微子。82岁的哈尔岑是比利时裔粒子物理学家,任职于美国威斯康星大学麦迪逊分校。

诺贝尔物理学委员会主席马克·皮尔斯(Mark Pearce)在发布会上表示,哈尔岑带领国际研究和工程团队建造了一台出色的仪器,他的坚持与科学视野开辟了一种全新的天文观测方式。皮尔斯还称中微子是"来自宇宙的幽灵信使"。委员会成员埃娃·奥尔松(Eva Olsson)在发布会上说,这些微小的粒子携带的信息,帮助科学家更深入地理解遥远的星系和爆发的恒星。宣布获奖消息时,哈尔岑本人正在意大利,他通过电话向发布会现场表示,这个消息让他深感意外,也非常欣喜。他说,项目启动之初,包括他在内,很少有人相信这个计划能真正成功,整个过程更像一场结果无法保证的冒险。

诺贝尔奖根据阿尔弗雷德·诺贝尔的遗嘱设立,自1901年首次颁发,物理学奖一直是其中分量最重的奖项之一。爱因斯坦、居里夫妇、普朗克和玻尔都曾是这个奖项的得主。

把南极冰层变成中微子探测器的设想,最早由哈尔岑在1988年提出。当时这个构想在学术圈里被认为大胆有余、难以落地。2014年,美国《史密森尼》杂志曾以"中微子人"称呼他。在粒子物理学界,哈尔岑的另一重身份是教育者:他与艾伦·马丁(Alan Martin)合著的《夸克与轻子》自1984年出版以来,一直是粒子物理领域的标准教材之一。2026年的这项宣布,把他近四十年前种下的想法变成了物理学界最高荣誉。

设想变成现实之前,研究团队经历了长期的试错。冰立方的前身是"南极缪子与中微子探测器阵列"(AMANDA),2000年建成后一直未能捕捉到预想中的高能中微子。这一结果让哈尔岑确信,只有建造一个规模更大、埋设更深的探测器才可能成功。2005年,冰立方的建设正式启动,由哈尔岑担任首席科学家,集结了来自14个国家、58个机构的450多名研究人员与工程师参与,其中威斯康星大学麦迪逊分校是这一国际合作的主导机构。经过六年建设,冰立方于2011年建成并投入运行。

建成的冰立方占据了约1立方公里的南极冰层:5160个光传感器被安装在86根线缆上,线缆最深处达冰层下约1.5英里(约2.4公里),组成一张庞大的地下"捕网"。它的工作原理基于中微子的一种特性:当高能中微子与原子核发生碰撞,会产生一道闪光,在清澈透明的冰层中形成切伦科夫辐射——一种淡蓝色的辉光。传感器捕捉这道辉光,就能追踪粒子的轨迹,进而反推它们在宇宙中的源头,比如黑洞或爆发的恒星。南极冰层为这个过程提供了理想条件:冰体纯净、少有干扰,地质结构也长期稳定。

2013年,冰立方团队首次报告探测到了来自宇宙深处的高能中微子的证据,几年后这一发现得到进一步确认。团队测得,这些粒子的能量约为欧洲核子研究中心大型强子对撞机加速粒子能量的100倍,其源头位于银河系之外,具体天体至今仍未完全确定。

中微子因几乎不与物质发生相互作用而被称为"幽灵粒子":它们没有电荷、质量极小,能够穿行恒星、行星乃至整个星系而不改变自身状态。与其他粒子不同,中微子抵达地球时既不改变方向也不损失能量,因此能提供其他观测手段无法获得的遥远星系信息。正是这种"一穿而过"的特性,让中微子成为窥探宇宙深处的独特信使——光线会被尘埃遮挡,宇宙射线会被磁场偏转,而中微子几乎不受这些因素影响,携带的信息直指它们诞生的极端环境。冰立方的建成,让人类第一次拥有了专门捕捉高能宇宙中微子的仪器,也为以中微子为观测手段的新型天文学奠定了基础。

今年的物理学奖奖金为1200万瑞典克朗,约合120万美元,由哈尔岑一人获得。颁奖典礼定于12月10日在斯德哥尔摩举行,由瑞典国王卡尔十六世·古斯塔夫主持颁奖,随后在斯德哥尔摩市政厅举行晚宴。12月10日是阿尔弗雷德·诺贝尔的逝世纪念日,诺贝尔奖各奖项的颁奖仪式每年都选在这一天。

本次诺贝尔奖公布周自10月5日开幕。10月5日,生理学或医学奖授予美国和德国的三名科学家,以表彰他们在光遗传学领域的开创性工作。10月6日的物理学奖是本周揭晓的第二个奖项。2025年的物理学奖授予约翰·克拉克(John Clarke)、米歇尔·德沃雷(Michel Devoret)和约翰·马蒂尼斯(John Martinis),表彰他们在电路中发现量子隧穿现象,为量子计算奠定了基础。接下来,化学奖将于10月7日公布,文学奖10月8日公布,和平奖10月9日公布,经济学奖10月12日公布。