Francis Halzen Reportedly Wins the 2026 Nobel Prize in Physics
The supplied report says Francis Halzen of the University of Wisconsin–Madison won the 2026 Nobel Prize in Physics alone for decisive contributions to the IceCube Neutrino Observatory and the discovery of high-energy astrophysical neutrinos. IceCube uses 5,160 optical sensors embedded 1,450–2,450 meters beneath Antarctic ice to detect faint light from neutrino interactions.
Why it matters: The recognition highlights IceCube’s role in establishing high-energy neutrino astronomy as a new way to study cosmic sources.
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刚刚,诺贝尔物理奖一人独揽!
2026-10-06 18:44:58 来源:量子位
南极洲甚至有一座高地以他名字命名
Jay 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI
刚刚,诺贝尔物理学奖公布。
这一次没有任何并列,得主只有一个人,来自美国威斯康星大学麦迪逊分校的Francis Halzen(弗朗西斯·哈尔岑)。
如果你不知道这个大学,你应该也会知道它有个知名的中国科技互联网领域的校友——
拼多多创始人,黄峥。
所以,Francis究竟为何获奖?
官方是这么说的:
表彰他对南极冰立方中微子天文台(IceCube)的决定性贡献,以及对天体物理起源高能中微子的发现。
具体而言就是,他把南极地下2000多米深处的1立方公里纯净冰层,硬生生改造成一台捕捉宇宙幽灵粒子的超级望远镜。。。
如今,南极洲甚至有一座高地,就是以他名字命名的,叫做Halzen Mesa。
为什么要在南极深冰里抓“幽灵”?
宇宙里一直有个困扰物理学界百年的终极谜题:那些能量高到离谱的宇宙射线,到底是从哪儿发射出来的?
宇宙中存在天然的粒子加速器,喷射出的质子能量比地球实验室里最强加速器还要高出上百万倍。但质子带电荷,在宇宙里飞奔时会被星际磁场扭得七荤八素,等落到地球,根本没人能分清它来自哪个方向。
怎么才能找到真正的源头?
物理学家把目光投向了中微子。
中微子是宇宙中最害羞的粒子,不带电、质量微乎其微。每秒钟都有650亿个来自太阳的中微子穿过你的大拇指指甲盖,你却完全感觉不到。
高能质子加速的地方往往会伴生高能中微子。中微子不带电,不受磁场干扰,也不会被星际尘埃阻挡,就像一根笔直的标靶,直接指向宇宙深处的发源地。
但怎么抓它呢?
中微子偶尔会跟原子核撞上,产生带电粒子并发出极其微弱的蓝光。只要介质足够透明、体积足够大,就能用光敏传感器把它的轨迹记录下来。
深海虽然透明,但里面有活蹦乱跳的生物发光,还有洋流干扰。Halzen在1980年代提出了一个大胆的想法:去南极,用天然冰层!
用热水融出2.5公里深井,造出1立方公里冰下巨眼
在冰天雪地的南极抓粒子,听起来像天方夜谭。
南极深处的冰层完全处于黑暗之中,没有海洋生物捣乱,地质结构极其稳定,没有地震干扰。唯一让人头大的问题是:在两千多米厚的冰川里,怎么把传感器塞进去?
研究团队想出了一个极其硬核的办法——用特制的高温热水钻头,把南极冰层融出一条条深达两千多米的深孔,然后把挂满光敏传感器的电缆迅速沉入冰水里。
Halzen把这些传感器形容为反向灯泡:它们不负责发光,只负责捕捉微弱的光信号并转化为电信号。
早期的先导实验AMANDA刚启动时,大家心里都在打鼓。浅层冰里全是微小气泡,光线一打进去就被散射得七零八落。
但当钻头下潜到1400米以下时,神了——高压把气泡全部压碎挤出,下面的冰层纯净透明到令人惊叹。中微子碰撞产生的蓝光,在冰里甚至能传播300米远才被吸收!
验证可行后,IceCube正式开工。
到2011年完工时,整个IceCube已经深埋在南极冰下1450到2450米之间,由86根电缆、5160个光学传感器组成,把整整1立方公里的天然冰川变成了一台史无前例的中微子望远镜。
捕获宇宙幽灵,开启天文学全新大门
有了这台巨型望远镜,寻找来自深空的信号依然像大海捞针。
每天有超过上亿个来自南极上方大气的宇宙射线粒子穿过探测器,还有数百个来自地球另一端大气的中微子穿透地壳而来。
要在海量背景噪音里筛选出真正来自遥远宇宙的高能中微子,数据处理难度太恐怖了。
2013年,IceCube团队终于宣布,首次明确捕捉到了来自太阳系以外的高能宇宙中微子。这项突破直接拿下了当年的《Physics World》年度突破大奖。
随后几年里,关键证据接连出现:
科学家在活跃星系NGC 1068(M77)方向记录到了79个中微子候选信号,锁定了潜在的极端天体源头。
2023年,IceCube团队首次绘制出了银河系平面的高能中微子图像,让人类第一次透过中微子这双眼睛看到了银河系的全貌。
天文学在经历可见光、射电、X射线、引力波之后,高能中微子天文学的大门被彻底推开了。
诺奖得主其人:从强子物理到冰下造望远镜
这位单人独揽诺贝尔物理学奖的物理学家Francis Halzen,今年82岁。
他1944年出生于比利时蒂嫩,1969年在比利时鲁汶大学(KU Leuven)获得博士学位,早年主要研究夸克构成的重粒子和强子物理中的对称性破缺。
完成博士后研究后,他前往美国威斯康星大学麦迪逊分校,并从1972年起长期在此任教,担任物理系教授。
他与他人合著的经典教材《Quarks and Leptons》,陪伴了全球几代粒子物理学子的成长。
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