弗朗西斯·哈尔曾,威斯康星大学麦迪逊分校物理学教授,因其在冰立方中微子观测站的决定性贡献以及对天体物理起源高能中微子的发现,荣获2026年诺贝尔物理学奖。奖金为1200万瑞典克朗,表彰他早在1988年就提出的设想:利用南极洲清澈稳定的冰层作为探测难以捉摸的亚原子粒子的detector。[support-1] 哈尔曾出生于1944年比利时蒂嫩,1969年获得鲁汶大学博士学位,随后加入麦迪逊的教职。[support-1] 配图为2026年诺贝尔奖宣布页面的宣传图。

2026年诺贝尔奖宣布直播的宣传图像
来自官方2026年诺贝尔奖宣布页面的物理学奖图像www.nobelprize.org

此图像来自2026年诺贝尔奖宣布页面,与关于弗朗西斯·哈尔曾因冰立方工作获得物理学奖的文章相关。

冰立方由一立方公里的南极冰构成,冰内埋设约两公里深的光传感器。当高能中微子偶尔与冰内的原子核碰撞时,会产生一个运动速度超过冰中光速的带电粒子,从而产生传感器记录的切伦科夫辐射闪光。[support-1] 由于中微子与物质的相互作用极为罕见,需要如此巨大体积的探测器——大约十亿吨的冰——才能捕获足够这些短暂相互作用以进行科学观测。[support-1]

中微子对天文学的价值在于它们不带电荷且相互作用极弱,这意味着它们不会受到星际磁场的偏转,基本可以穿越整个宇宙而不受干扰。[primary] 这一特性使研究者能够推断其宇宙起源的方向,实际上开辟了一种利用亚原子粒子而非光来探测诸如黑洞附近等 energetic 过程的天文学形式。[primary] 虽然冰立方已探测到必然来自太阳系外的高能中微子,但科学家尚未能够确定具体来源;截至奖项公布时,仅约10%的观测中微子已知源自银河系,其余则指向尚未识别的远端加速器。[primary]