打开宇宙新窗口的诺贝尔奖
弗朗西斯·哈尔岑因对冰立方中微子天文台的贡献以及发现具有天体物理起源的高能中微子而获得诺贝尔物理学奖。瑞典皇家科学院于周二在斯德哥尔摩宣布了这一奖项，表彰其一系列研究成果，这些成果为科学家提供了一种利用几乎无质量的粒子而非光来研究宇宙的方法。
哈尔岑现年82岁，出生于比利时，隶属于威斯康星大学麦迪逊分校，该校是冰立方项目的牵头机构。该天文台本身是位于南极洲南极点的一个研究设施，在那里利用大量冰体来捕捉来自深空的粒子痕迹。
这一荣誉将数十年来耐心的仪器建设和数据分析置于现代天体物理学的中心——哈尔岑帮助该领域扩展到了传统望远镜无法触及的疆域。
诺贝尔委员会的赞誉
诺贝尔物理学委员会主席马克·皮尔斯对哈尔岑的贡献给予了高度评价。在新闻稿中，皮尔斯表示，哈尔岑领导了一支由研究人员和工程师组成的国际团队，他们共同提供了“一件绝佳的仪器”，并补充说他的坚韧和科学远见为一种新型天文学铺平了道路。
“一种新型天文学”这一说法抓住了该奖项的精髓。冰立方收集的不是光子，而是中微子——这些粒子几乎完全不被察觉地穿过行星、恒星和人体。
哈尔岑的反应：惊讶，以及某种更奇怪的感觉
哈尔岑周二在意大利通过电话与诺贝尔委员会进行了交谈。他说这一宣布令他非常惊讶，他显然没有预料到。他还指出，过去曾有人预测他会获得该奖，但实际的宣布仍然让他感到——用他的话说——奇怪。
美联社试图联系他，但未能立即成功。
奖项背后的物理学
穿透一切的幽灵粒子
中微子是微小的宇宙粒子，其质量小到难以理解。它们也无处不在。它们从包括太阳在内的恒星中流出，每秒钟有数万亿个中微子穿过人体，却不留下任何经过的痕迹。
由于它们极少发生相互作用，科学家无法简单地在中微子旅行时观察它们。相反，研究人员测量的是这些幽灵般的粒子偶尔与另一块物质碰撞时发生的情况。这些碰撞会产生闪光或带电粒子——这是中微子确实存在过的间接证据，也是关于它来自何处以及携带多少能量的线索。
来自宇宙的信使
哈尔岑将注意力集中在科学家视为宇宙信使的一类罕见中微子上。这些粒子携带着关于宇宙如何演化的信息，提供了一种不同于传统天文学所依赖的电磁信号的观测渠道。通过捕捉它们，研究人员可以探测那些否则将一直隐藏的剧烈而遥远的现象。
在世界尽头建造探测器
该奖项核心的仪器与传统天文台中的任何设备都不同。冰立方位于南极点的冰盖中，选择这一地点是因为其极端条件以及它所提供的介质的清晰度和体积。在那里，地表深处，探测器监视着中微子发生相互作用时留下的微弱信号。
哈尔岑关于在南极点捕捉中微子的研究可以追溯到20世纪80年代。这一时间线跨越了大约四十年——从一个被许多人认为不切实际的想法，到一个由国际合作运营的运作设施，威斯康星大学麦迪逊分校是其牵头机构。
这项事业的规模有助于解释为什么诺贝尔委员会同时强调了远见和坚持。在南极洲部署和运行探测器需要能够在地球上最严酷环境之一中存活的工程技术，以及来自许多机构和国家的研究人员和工程师之间的持续合作。
为何该奖项的意义超越一项发现
该奖项凸显了天文学研究方式的转变。在其历史的大部分时间里，该领域通过收集整个光谱的光——可见光、射电、红外、X射线和伽马射线——而进步。中微子天文学增加了一种根本不同的信号，一种由自然界中一些最高能过程产生的信号。
由于中微子极少发生相互作用，它们可以逃逸出光会被阻挡或吸收的区域，携带信息穿越巨大的距离。这一特性使它们作为宇宙信使极具价值，也使为捕捉它们而建造的探测器成为全新类型的望远镜。
奖项本身
今年的物理学奖奖金为1200万瑞典克朗，约合120万美元。无论颁发给一位获奖者、一小群获奖者还是一个组织，金额都相同。
去年，三位科学家分享了诺贝尔物理学奖。今年由瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布的奖项，将一位单独的研究者和一个长达数十年的单一项目置于科学聚光灯的中心。
要点一览
- 获奖者：弗朗西斯·哈尔岑，82岁，出生于比利时，隶属于威斯康星大学麦迪逊分校。
- 获奖理由：对冰立方中微子天文台的贡献以及发现具有天体物理起源的高能中微子。
- 设施：冰立方位于南极洲南极点，威斯康星大学麦迪逊分校是其牵头机构。
- 起源：哈尔岑关于在南极点捕捉中微子的研究可以追溯到20世纪80年代。
- 奖金：1200万瑞典克朗，约合120万美元。
- 宣布：由瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布。
委员会强调的内容
诺贝尔委员会的声明较少关注某一项单独测量，而更多关注一种能力的创造。通过组建并领导一支交付了运作探测器的国际团队，哈尔岑帮助建立了使宇宙中微子研究成为可能的基础设施——据委员会主席称，他由此帮助开创了一种观察宇宙的新方式。
对于一位工作始于20世纪80年代的研究者来说，该奖项是对其职业生涯的巅峰认可。他毕生追逐的粒子是看不见的、几乎无质量的，且几乎无法被阻挡。截至周二，它们也成为了诺贝尔奖的主题。
本文基于Phys.org的报道。阅读原文。
Originally published on phys.org