2026年诺贝尔物理学奖揭晓

天下事 · 经八阕原文

当地时间10月6日,瑞典皇家科学院决定将2026年诺贝尔物理学奖授予弗朗西斯·哈尔岑(Francis Halzen),以表彰他对冰立方中微子天文台(建于南极冰层下的中微子探测装置)作出的决定性贡献,以及发现天体物理来源的高能中微子。

弗朗西斯·哈尔岑,1944年生于比利时蒂嫩。1969年获比利时鲁汶大学博士学位。现为美国威斯康星大学麦迪逊分校教授。 弗朗西斯·哈尔岑意识到,南极冰层可以用来追踪一种被称作中微子的粒子。他的科学远见与学术领导力是冰立方中微子天文台得以诞生的关键。该天文台是一块一立方公里的冰层,内部布设大量光传感器。借助冰立方,科研人员能够捕捉来自遥远宇宙中超高能物理过程产生的中微子。

中微子无处不在,但它们并不显露自己。它们会径直穿过地球和我们的身体,而我们毫无察觉。极少数情况下,单个中微子会与原子核发生相互作用,从而使拥有合适设备的人能够发现它们。 科学家们早就知道宇宙中存在天然粒子加速器,它们能发射出能量比地球实验室所能达到的高出百万倍的粒子。关于这些源的许多情况仍是谜团:它们是什么?它们在哪里?它们内部的主要过程是什么? 极高能中微子与其他粒子诞生于相同的宇宙环境。但和其他粒子不同,中微子抵达地球的途中不会偏转方向,也不会损失能量。这就意味着,它能够提供其他观测手段无法获取的宇宙信息。 弗朗西斯·哈尔岑于1988年首次提出在南极捕获中微子的设想。当中微子与原子核碰撞时,会产生一道闪光,可通过清澈冰川冰中的传感器进行追踪。南极冰拥有得天独厚的优势:它不受多种信号干扰,所在区域地质稳定,没有地震。哈尔岑的想法很快获得其他研究者的支持,短短数年后,科研人员便在冰层中开展传感器初步测试。

宇宙高能中微子的数量十分稀少,想要观测到足够多的粒子相互作用事例,就需要体量极其庞大的冰介质。冰立方中微子天文台于2011年建设完工,整体探测体积达一立方公里。科研人员很快探测到首批高能中微子,数年后,正式发表成果,证实这些中微子必然来自太阳系之外。寻找宇宙中微子源的工作可以真正开始了。 诺贝尔物理学委员会主席马克·皮尔斯(Mark Pearce)表示,“弗朗西斯·哈尔岑领导了一个由研究人员和工程师组成的国际团队,为我们提供了一个出色的仪器。他的韧性和科学远见为一种新型天文学铺平了道路。” 冰立方持续收集的中微子相互作用事例将为研究人员提供关于可产生高能中微子的极端环境的新知识,甚至可能揭示此前未知的宇宙现象。

来源:天下事(经八阕转载) · 查看原文
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