南極冰下望遠鏡摘得2026年物理學諾獎

南極冰下望遠鏡摘得2026年物理學諾獎

南極冰下望遠鏡摘得物理學諾獎

瑞典皇家科學院10月6日在斯德哥爾摩宣佈，把2026年諾貝爾物理學獎授予威斯康星大學麥迪遜分校教授弗朗西斯·哈爾森，以表彰他"對冰立方中微子天文臺的決定性貢獻，以及發現天體物理起源的高能中微子"。這份榮譽落到一座建在南極點冰層深處的觀測站頭上——它沒有鏡片，也不指向星空，而是把一立方公里的冰當成探測器本身。

授獎詞點名天體高能中微子

官方口徑寫得很明確：中微子幾乎不與物質作用，飛行途中不改變方向、不損失能量，因此能帶來其他手段拿不到的信息。哈爾森與合作者建造的儀器，讓人類第一次系統捕捉到來自宇宙最劇烈過程的高能中微子，諾獎委員會主席馬克·皮爾斯稱其"韌性與科學遠見鋪就了一種全新天文學的道路"。委員會預計於12月10日——諾貝爾忌辰——在斯德哥爾摩舉行頒獎典禮。

八十二歲獨得一千二百萬克朗

今年82歲的哈爾森生於比利時，是本年度物理學獎的唯一得主，這在通常三人分享的物理學獎中頗爲少見。獎金爲1200萬瑞典克朗（約120萬美元、90萬英鎊），由他一人獨享。得知獲獎時他正在意大利參加一場科學會議，通過電話對委員會說："這是個很大的驚喜，我顯然沒有料到。"他還說，每年10月自己都很難受，覺得辜負了合作組，"這個問題終於解決了"。

一九八八年畫出的南極藍圖

時間要撥回1988年：哈爾森提出在南極建造中微子望遠鏡的設想，前身是與加州大學伯克利分校合作的AMANDA陣列。工程於2001年前後啓動，2010年12月完成建設，2011年開始全年不間斷運行，總造價約2.79億美元，由美國國家科學基金會主要資助，威斯康星IceCube粒子天體物理中心牽頭，合作組約450人、來自14個國家的58家機構。

一立方公里裝五千一百六十個探頭

具體做法是用熱水在冰面鑽出86個孔，把纜線垂到1450至2450米深處，線間距約125米，每根掛60個傳感器、間隔17米，合計5160個光學模塊。中微子偶爾撞上冰中原子，會產生帶電粒子併發出微弱藍光（切倫科夫光），探頭記錄下閃光，就能反推中微子的方向與能量。這一立方公里被儀器化的冰重約十億噸。

極點冰層爲何是理想靶體

南極點站腳下有近3公里厚、全世界最純淨清澈的冰，深部完全黑暗、地質穩定、放射性本底低，也沒有大型動物干擾；現成的阿蒙森-Scott南極點站提供了電力、後勤與人手。上層冰裏的氣泡曾散射光線，鑽得夠深後才發現通透的冰體。施工只能在11月至次年2月的極晝窗口進行，靠24小時日光連續鑽孔。

二〇一三年首見太陽系外高能中微子

2012年，探測器抓到兩個被暱稱爲"Bert"和"Ernie"的極高能事例；2013年團隊公佈28個超高能中微子事件，能量超過100太電子伏，遠非地球大氣所能產生，其中部分能量是太陽中微子的百萬倍，由此確立了中微子天文學這門新學科。

二〇一七年追光到四十億光年外

2017年9月22日，IceCube發出實時警報，隨後與伽馬射線暴觀測聯動，把一個高能中微子追溯到約40億光年外的耀變體TXS 0506+056，首次爲高能宇宙中微子找到"地址"，置信度約3個標準差；檔案數據裏2014至2015年同一方向還有約13箇中微子。2022年它鎖定星系NGC 1068，2023年又繪出首張銀河系中微子圖像。

誰受益：多信使天文學與南極科考

受影響最直接的是高能天體物理與多信使觀測——中微子天文學從零星線索變成常規手段，地面與空間望遠鏡獲得新的預警來源。南極科考也受益：美國國家科學基金會9月剛續簽5年5300萬美元的運維合同，極點站因這項大科學裝置獲得更穩固的存在理由。

擴建方案待批，十二月頒獎在即

升級已於2026年2月12日部署完成，是15年來首次顯著擴容；更遠的IceCube-Gen2方案擬把儀器化體積擴到約8立方公里、新增約120根纜線，並鋪設覆蓋500平方公里的無線電陣列，捕捉極其罕見的超高能事例。下一個節點是12月10日的頒獎典禮，以及哈爾森所說的那份"希望幫助提案獲批"的加成。