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Francis Halzen 因 IceCube 中微子天文台荣获 2026 年诺贝尔物理学奖

这位威斯康星大学麦迪逊分校的物理学家主导了将南极冰层改造成探测器的工作,该探测器可记录来自银河系以外遥远之处的高能中微子。

ittechwire 编辑部阅读约 3 分钟来源: 3AI 译文 · 原文语言:English
南极雪地上的 IceCube 中微子天文台实验楼
Christopher Michel · CC BY-SA 4.0

要点

  1. 1威斯康星大学麦迪逊分校的 Francis Halzen 因其在 IceCube 中的作用荣获 2026 年诺贝尔物理学奖。
  2. 2IceCube 利用 1 立方千米的南极冰层,在 86 根缆线上布设 5,160 个光传感器,于 2011 年开始运行。
  3. 32017 年,一个高能中微子首次被追溯到一个源:耀变体 TXS 0506+056。
  4. 4Halzen 于 1988 年提出建立南极中微子天文台;在 IceCube 之前有一台规模较小的探测器 AMANDA。
  5. 5据 Ars Technica 报道,美国国家科学基金会承诺在五年内投入 5300 万美元,以维持 IceCube 的运行。

报道全文

据 Ars Technica 和 Nature 报道,2026 年诺贝尔物理学奖授予威斯康星大学麦迪逊分校的 Francis Halzen。据 Ars Technica 报道,该奖项表彰他“对 IceCube 中微子天文台的决定性贡献”以及对天体物理源所产生的高能中微子的发现。Halzen 推动了 IceCube 的设计与建造。IceCube 是位于南极的一台探测器,利用 1 立方千米的南极冰层记录来自深空的中微子。

Halzen 在意大利通过电话参加斯德哥尔摩的新闻发布会时表示:“这是一个巨大的惊喜,我显然没有料到。”他强调,这项工作来自一个“大型合作团队”。约翰斯·霍普金斯大学的粒子物理学家 Danielle Norcini 称他是该项目背后的科学远见者;美国物理联合会首席执行官 Michael Moloney 则表示,Halzen 领导了一项长达数十年的努力,使南极冰层能够作为中微子望远镜发挥作用。

出生于比利时的 Halzen 于 1988 年提出在南极建立中微子天文台。据 Ars Technica 报道,他将此前的两项提案结合起来——一项以水作为探测介质,另一项在南极用无线电接收器监听中微子信号——并得出结论:冰的效果会更好。他的团队用热水融出约 1 千米深的孔洞,并将载有光传感器的缆线放入其中。第一台探测器 AMANDA 受到上层冰中散射光线的气泡的影响;事实证明,1400 米以下的冰非常纯净,但 AMANDA 规模太小,于是由 IceCube 取而代之。

IceCube 于 2011 年开始运行。它的 5,160 个光传感器悬挂在冰中的 86 根缆线上,捕捉过路中微子撞击原子核时发出的蓝光和紫外光。Halzen 表示,仅用了两年时间就证明了该探测器能够看到来自大气层以外的中微子。2014 年,它记录到三个能量创纪录的中微子,昵称分别为 Bert、Ernie 和 Big Bird。2017 年,一个高能中微子首次被追溯到特定的源,即耀变体 TXS 0506+056;Nature 将此描述为 IceCube 的首个多信使发现。2022 年,在分析了十年的数据后,团队报告了 79 个中微子的超出,使活动星系 Messier 77 成为中微子源的有力候选者。

该天文台仍在扩建。据 Ars Technica 报道,2 月完成的一次升级在阵列底部中心附近增加了五串传感器,以及 600 个新的光传感器和校准仪器;美国国家科学基金会(National Science Foundation)上个月承诺投入 5300 万美元,以维持其在未来五年的运行。Halzen 表示,迄今为止的结果仍符合标准模型的中微子物理,而他希望看到标准模型被打破;他还开玩笑说,希望这一奖项能帮助他正在准备的一项提案获得批准。

为何重要

中微子很少与物质发生相互作用,因此它们能够在穿越宇宙时基本保持不变,并携带光无法携带的信息。IceCube 表明,来自银河系以外的高能中微子可以被探测到并追溯至其源头,从而在望远镜和引力波探测器之外,为多信使天文学增添了一种新的信号。此前在 2002 年和 2015 年颁发的中微子研究诺贝尔奖,表彰了关于太阳中微子的研究以及关于中微子从一种味转变为另一种味的研究。

时间线

  1. · 发布于

话题#诺贝尔奖#IceCube#中微子#物理学#Francis Halzen

来源

本报道基于以下来源。如需完整背景,请阅读原文。

  1. 1Royal Swedish Academy of Sciences (nobelprize.org) · 一手来源Press release: The Nobel Prize in Physics 2026www.nobelprize.org
  2. 2Ars Technica · 新闻报道Neutrino physicist wins 2026 Nobel Physics Prizearstechnica.com
  3. 3Nature · 新闻报道Astronomy’s ‘adrenaline junkies’: Nobel prize captures the thrill of neutrino physicswww.nature.com