捕获来自宇宙极端环境的“幽灵粒子”——透视2026年诺贝尔物理学奖

从仰望星空到使用望远镜观测天体，再到使用各种仪器在可见光波段之外，对天体发出的红外线、X射线等电磁信号进行探测，人类探索宇宙的视野不断拓展。而中微子天文学、引力波天文学等多信使天文学的发展更使我们能以电磁波以外的途径了解宇宙，极大地丰富了我们对宇宙的认识。

2026年10月6日，瑞典皇家科学院宣布，2026年诺贝尔物理学奖授予美国威斯康星大学麦迪逊分校教授、冰立方中微子天文台（IceCube Neutrino Observatory，以下称冰立方）首席科学家弗朗西斯·哈尔岑（Francis Halzen），以表彰他对“冰立方中微子天文台和发现天体物理起源的高能中微子所作出的决定性贡献”。这是诺贝尔物理学奖第5次授予研究中微子的物理学家，也是第2次授予在中微子天文学研究中作出重要贡献的物理学家。

2026年诺贝尔物理学奖获得者弗朗西斯·哈尔岑。图片来源：诺贝尔奖官网

来自宇宙极端环境的“信使”

中微子是宇宙中最难以捉摸的粒子之一，它不带电荷，质量极小。因为它几乎不会同原子核发生碰撞，在一般情况下，它能够穿过物质而不被注意，所以又被称作“幽灵粒子”。举例来说，在我们毫无察觉的情况下，每秒就会有650亿个来自太阳的中微子穿过我们的指甲盖。虽然看起来“微不足道”，中微子却在粒子物理学研究中占据极其重要的位置，可能是解答一系列关键问题的“钥匙”。

一些在宇宙中穿行的极高能量的粒子——通常是质子——会到达地球，我们把这些粒子称为宇宙线，其所具有的能量远超地球上粒子加速器所能达到的能量。宇宙线起源于何处是天体物理学中最重大的问题之一，因为那里一定存在非常极端的环境。而把质子加速到极高能量的过程也