(斯德哥尔摩6日讯)瑞典皇家科学院周二决定将2026年诺贝尔物理学奖授予比利时裔美国物理学家哈尔岑(Francis Halzen),以表彰他“对冰立方中微子天文台(IceCube Neutrino Observatory),以及发现具有天体物理学起源的高能中微子”的决定性贡献。
据诺贝尔奖面子书专页通告,哈尔岑认识到,南极冰层可以用来追踪一种名为中微子的粒子。他的远见和科学领导力对冰立方中微子天文台的建立至关重要。
冰立方中微子天文台利用一立方公里的冰层,并配备光学传感器。借助冰立方,研究人员能够捕捉来自遥远宇宙中极高能量过程的中微子。
中微子无处不在,但极难被察觉。中微子可以穿透地球和人体,而我们对此毫无感觉。只有极少数情况下,单个中微子会与原子核发生相互作用,这使得拥有合适设备的科学家能够探测到它们。
科学家早已知晓宇宙中存在天然粒子加速器,它们能够将粒子加速到高达地球实验室所能达到能量100万倍的水平。但人们对这些能量来源仍有许多疑问:它们是什么?位于何处?其内部的主要物理过程又是怎样的?
可能揭示未知宇宙现象
极高能量的中微子与其他类型的粒子一样,都产生于这些极端环境中。然而,与其他粒子不同,中微子在抵达地球的过程中不会改变方向,也不会损失能量。这意味著,中微子能够提供其他方式无法获得的信息。
1988年,哈尔岑首次提出在南极捕捉中微子的设想。当中微子与原子核发生碰撞时,会产生一道闪光,这道光可以由埋藏在透明冰川冰层中的传感器探测到。
南极冰层具有许多优势:这里没有多种类型的干扰,而且地质环境稳定,没有地震。哈尔岑的这一设想很快得到其他研究人员的支持。几年后,研究人员便开始在冰层中对传感器进行初步测试。
宇宙中的超高能中微子极其罕见,因此需要极其庞大的冰体,才能观测到足够数量的中微子碰撞。冰立方探测器覆盖整整一立方公里的冰层,并于2011年建成。研究人员很快发现了首批高能中微子。几年后,他们发表研究成果,确认发现了必然来自太阳系以外遥远区域的中微子。对宇宙中中微子来源的探索由此正式展开。
冰立方持续收集的中微子相互作用数据,将帮助研究人员进一步了解能够产生高能中微子的剧烈宇宙环境,甚至可能揭示此前未知的宇宙现象。
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