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2026 诺贝尔物理学奖由哈尔岑独享,表彰其发现「幽灵粒子」

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今年的诺贝尔物理学奖发得挺干脆,1200万瑞典克朗,约合人民币八百万元出头,一个人独吞,听着跟中了彩票似的。

得奖的老头叫弗朗西斯·哈尔岑,1944年出生在比利时蒂嫩,1969年拿到鲁汶大学博士学位,之后一直在美国威斯康星大学麦迪逊分校教书,一教就是五十多年,他跟人合著的《夸克与轻子》,到今天还是粒子物理的名课本。

诺奖委员会给他的授奖词是,表彰他对冰立方中微子天文台作出的决定性贡献,以及发现了来自天体物理源的高能中微子。

听着挺拗口,拆开了就一件事,他想法子让人类第一次看见了宇宙里最难抓的粒子。

近几年的物理奖,大多是两三个人分,这次整个奖就挂了他一个名字,官网的份额一栏明明白白写着1/1。

委员会的意思很好理解,这台仪器的灵魂,出自他一个人。



2026年诺贝尔物理学奖得主弗朗西斯·哈尔岑,独享全部奖金(图源:诺贝尔奖官网)

我一个做材料的,粒子物理算隔行,但中微子这东西,三句话就能说清。

它个子小、不带电,是宇宙里的幽灵粒子,无处不在,太阳、恒星、宇宙深处的爆发,每时每刻都在往外喷。

每一秒钟,约有100万亿个中微子从你身体里穿过去。

从出生到现在,你身上早被它穿过不知多少万亿回,连个脚印都没留下。

1930年,泡利为了保住能量守恒定律,在纸上凭空预言了这个谁也没见过的粒子,人类直到1956年,才在核反应堆旁边第一次逮到它。

中微子是宇宙里最不把万物放在眼里的幽灵。

它能直接穿过大地、穿过太阳、穿过大半个宇宙,连声招呼都不打。

也正因为抓不住,它反而成了最理想的宇宙信使。

人类看天看了上百年,靠的全是光,可光有盲区,星际尘埃和气体会把光挡住、把方向搅乱。

中微子不一样,它能从光出不来的地方一路直奔地球,不被遮挡也不被扭曲,等于宇宙原封不动寄来的一张明信片。

光到不了的地方,中微子能到。



中微子撞上冰中原子核发出蓝光的原理示意(图源:诺贝尔奖官网,Johan Jarnestad 绘)

难点也在这里,它太不爱反应,想抓它,就得用超级大块的物质去网它。

别人的望远镜都架在山顶上,哈尔岑这架偏偏埋在冰下两公里,天文台史上头一回。

他看上了南极的冰,干净、透明、地质条件稳定,外界干扰还少。

他的做法是在冰层深处圈出一立方千米的范围,埋进去五千多个感光器件,等中微子偶尔撞上冰里的原子核,砸出一串比光在冰里跑得还快的次级粒子,甩出一圈幽幽的蓝光,传感器接住这束光,反推回去,就知道它从哪个方向来。

把一立方千米的冰当探测器,这思路够野。

为什么要做到这么大?

道理很朴素,中微子太不爱反应,探测器小了,等到天荒地老也捞不着几条,只能拿体积去换概率,这个尺寸就是照着最低需求倒推出来的。

后来它成了行业标准,欧洲人正在地中海海底如法炮制,攒一台更大号的,中微子这门行当,眼看要成气候。

这事说起来轻巧,做起来是二十多年的死磕。

哈尔岑1988年第一次提出用南极冰探测中微子的设想,当时不少人觉得这是天方夜谭,他先攒了个小号的试验版本验证思路,再说服资助方、组建跨国团队,用热水钻在冰里浇出深井,把感光器件一节一节沉到两公里多深处,一直熬到2011年,冰立方才建成。

那年他四十出头,等东西建成,人已经年近七旬。

建成没几年,他们捕捉到首批来自太阳系之外的高能中微子,后来还锁定了其中一些,来自遥远星系中心的超大质量黑洞附近。

宇宙寄来的明信片,总算有人签收了。

这一签收,签出来一门新学问。

引力波给宇宙添了双耳朵,中微子天文学是又添了一双眼睛。

宇宙线发现一百多年了,它们到底从哪儿来,始终是个悬案,现在中微子头一回递上了线索。

靠着这台埋在冰下的仪器,科学家最近还第一次看到了来自银河系本身的中微子。

以前人类看宇宙,像看一部黑白默片,现在耳朵、粒子全都用上了,画面才一点点完整起来。

抓中微子,靠的是耐心,不是聪明。

哈尔岑年过八旬才等到这张迟到的奖状,本人倒很淡定,领奖时把功劳都推给了团队和那台仪器。

诺贝尔委员会的评价里有这么一句,他的坚韧和科学远见,为一种新的天文学铺平了道路。我看这话一点不夸张。

基础科学的回报,从来不在下个季度,有时候要等二三十年,等来的还不一定是钱,可能只是一扇新窗户。

可给全人类开窗这种事,比八百万值钱多了。

以上。

我是夏夏回来了。一名高校老师,深耕教育十数载。热切关注所有和学校教育有关的话题。如果您有和我一样或不一样的想法,欢迎和我交流。

感谢阅读。

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