比利時出生的物理學家法蘭西斯·哈爾岑教授因其在開發能偵測來自太空粒子的觀測站方面的開創性工作,榮獲2026年諾貝爾物理獎,為我們揭示了遙遠宇宙的奧秘。
哈爾岑領導了位於南極的冰立方中微子天文台的建設,該天文台利用一立方公里的南極冰層,內嵌光感測器來偵測稱為中微子的粒子。這些粒子攜帶著關於宇宙中劇烈高能過程的信息。
瑞典皇家科學院表示,「他的遠見與科學領導力對冰立方中微子天文台的建立至關重要」。
哈爾岑於1988年首次提出在南極偵測中微子的構想。
現為美國威斯康辛大學麥迪遜分校教授的哈爾岑在記者會上表示,他對自己的想法能如此成功感到驚訝。
「我必須強調我是多麼幸運。因為當我們開始這個計畫時,大家都覺得這或許是個好主意,但很少有人,包括我自己,認為它會成功。」
中微子是難以捉摸的亞原子粒子。太陽每秒產生大量中微子,數十億個中微子無害地穿過指甲大小的區域。
但冰立方尋找的是能量更高的中微子,這些中微子由太陽系外的劇烈過程產生,來自遙遠星系。
該天文台由數千個感測器組成,這些感測器被安裝在長纜線上,鑽入並凍結在一立方公里的冰層中。
中微子可被視為天文信使,指向那些根本性的宇宙事件。
在天文台中,大多數中微子直接穿過冰層,但偶爾會與冰層互動,產生發出特徵性閃光的粒子。
這些罕見信號攜帶著中微子來源及產生它們的極端條件的線索,使科學家能探查普通望遠鏡難以觀察的區域。
諾貝爾物理委員會主席馬克·皮爾斯教授表示:「法蘭西斯·哈爾岑領導了一支國際研究與工程團隊,為我們提供了一個了不起的儀器。他的堅持與科學遠見為一種新型天文學鋪平了道路。」
當中微子罕見地撞擊原子核時,會產生高速帶電粒子。這些粒子在冰中奔馳時會發出藍色光芒,敏感的光感測器能捕捉到這些光。
光的模式與時間使科學家能估算中微子的來向,幫助追蹤其宇宙起源。但這種互動極為罕見,因此天文台需要龐大且透明的冰層。
哈爾岑的構想是利用南極廣闊的天然冰層,於是展開了在地理南極建造中微子天文台的宏大計畫,將數千個光感測器深埋冰中。
中微子幽靈般的特性,正是它難以偵測的原因,也使它成為來自遙遠宇宙的強大信使。
中微子極少與物質互動,因此能穿透光無法輕易穿透的密集區域。
且因為它們不帶電荷,磁場不會改變它們在太空中的路徑,這意味著它們的入射方向能指引科學家回溯其來源。
它們的能量提供了更多關於產生它們過程的洞見,幫助科學家研究爆炸星體及巨型黑洞周圍環境如何將粒子加速到極高能量。
倫敦物理學會科學主任路易斯·巴爾森表示,冰立方天文台使天文學家能研究傳統望遠鏡無法觀察的現象。
「隨之而來的發現幫助我們理解宇宙中一些最具能量與神秘的過程,這都要歸功於哈爾岑教授的工作。」
牛津大學物理學家蘇比爾·薩卡引用法國小說家馬塞爾·普魯斯特的話評價哈爾岑的科學貢獻:
「『唯一真正的發現之旅,唯一永恆青春的泉源,不是去拜訪陌生土地,而是擁有另一雙眼睛,透過他人、透過百人之眼,去看見他們各自所見的宇宙。』
法蘭西斯·哈爾岑帶領冰立方團隊進行了這樣的發現之旅,為我們的宇宙開啟了一扇新窗。」




