南极深冰里捕获宇宙“幽灵” 解密百年宇宙射线起源[推荐]

当地时间10月6日，瑞典皇家科学院宣布将2026年诺贝尔物理学奖授予弗朗西斯·哈尔岑，表彰他主导建设冰立方中微子天文台，开辟高能中微子天文学新领域，解开了百年宇宙射线起源谜题。哈尔岑1944年生于比利时蒂嫩，是比利时裔美国粒子物理学家，威斯康星大学麦迪逊分校杰出教授，冰立方项目首席科学家。他曾提出一个宏大构想：把南极上千米深的万年寒冰改造成一台捕捉中微子的巨型望远镜。

中微子被称为宇宙的“幽灵粒子”，质量极小、不带电，几乎不与普通物质发生相互作用，每秒有上百亿个中微子穿过我们的身体而不留下痕迹。光子会被尘埃、磁场遮挡，而中微子可以直线穿越浩瀚宇宙，不受磁场偏转，直接携带宇宙最剧烈天体事件的原始信息。自1912年宇宙射线被发现以来，这些来自深空的超高能粒子的来源一直是悬而未决的世纪难题。

早在上世纪90年代，哈尔岑启动了冰立方的前身AMANDA项目，验证“南极冰可以充当粒子探测器”的构想。当时大家担心普通冰里的气泡会散射光子，无法重建中微子的运动方向。但大自然给出了惊喜：南极深处上万年的冰层在巨大压力下变得致密纯净，气泡被完全挤压消失，完美适配探测需求，这个意外发现奠定了冰立方的可行性。

冰立方中微子天文台坐落于南极阿蒙森-斯科特南极站，探测器埋在冰层1450米至2450米深处，体积达到1立方公里，布放了数千个光电传感器。当高能中微子撞击冰中的原子核，会产生高速带电粒子，进而发出淡蓝色切伦科夫光，遍布冰层的传感器就能捕捉这一瞬闪光，反推中微子的能量和飞行方向。该项目于2005年动工，历经六年艰苦施工，于2010年全面建成投入运行，成为人类有史以来最大的中微子探测器。