瑞典皇家科学院10月6日在斯德哥尔摩宣布,弗朗西斯·哈尔岑获得2026年诺贝尔物理学奖,以表彰他在推动冰立方中微子天文台发展方面所作的贡献,以及发现来自太空的高能中微子的研究工作。这位出生于比利时的物理学家目前在美国威斯康星大学麦迪逊分校从事物理学研究工作。此次公布的获奖理由同时涉及天文台建设方面的贡献和利用这种观测手段取得的中微子发现。
据《自然》报道,哈尔岑将获得这项奖所附带的全部奖金,总金额为1200万瑞典克朗,由他一人领取。该奖项认可的研究,为科学家通过在观测过程中极其难以发现和捕捉的微小粒子研究遥远的宇宙事件开辟了途径。威斯康星大学麦迪逊分校介绍说,哈尔岑是冰立方项目的首席研究员;这项研究的核心,是让原本难以捕捉的粒子成为探究远方宇宙现象的信息来源。
瑞典皇家科学院在介绍探测原理时解释,中微子通常能够穿过整个地球,也能够穿过人的身体,而人们并不会察觉它们的经过。只有当这些粒子在极少发生的情况下与构成物质的原子中的原子核发生相互作用时,研究人员才有可能将其探测出来。哈尔岑于1988年提出利用南极点冰层开展观测的构想。埋设在透明冰层中的光学传感器记录这些粒子发生上述相互作用时所伴随出现的光线闪烁,从而把天然冰层变成能够帮助研究人员发现中微子的探测材料。
科学院表示,由于能量极高的宇宙中微子十分罕见,冰立方需要把整整一立方公里体积的冰纳入探测范围来进行观测。美国物理学会介绍,这一部署在南极冰层中的科学观测设施于2004年开始建设,最后一串传感器在2010年12月被放入冰中,配备完整仪器后的第一次使用全套已经安装完毕的探测设备进行的观测运行,于2011年5月正式启动。这一时间顺序区分了工程开工、最后一串传感器安装以及完整仪器开始测量三个阶段。
按照科学院的说明,这些中微子能够带来有关远离地球的强大天然粒子加速器的信息。由于它们可以保持其原来的传播方向,并在能量不发生损失的情况下,经过太空抵达进行观测的研究人员,科学家得以利用它们追查来源位于何处,以及那些来源内部发生了什么过程。这类观测使研究人员获得了仅靠光学信息之外的另一条研究宇宙的途径,帮助探索遥远天体环境中的高能活动。
据美联社报道,在公布结果期间,哈尔岑从意大利通过电话参与连线,对于获奖消息表达了惊讶,并向参加公布活动的人们表示,他希望这一奖项能够对自己目前正在准备的一项提案起到帮助作用。他所表达的是对提案前景的期待,并没有把这种希望说成已经获得批准的结果。此次获奖让追溯高能粒子宇宙起源的科学工作再次受到关注,而利用探测所获得的信息,寻找这些高能粒子究竟来自遥远宇宙中的哪些具体源头,仍是这类观测所服务的研究方向。
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