諾貝爾物理學獎出爐！比利時學者南極冰層捕捉宇宙高能中微子獲獎

2026 年諾貝爾物理學獎得主6日公布，瑞典皇家科學院將獎項頒給了現任美國威斯康辛大學麥迪遜分校教授，比利時出生的哈爾森（Francis Halzen），表揚其對冰立方微中子觀測站（IceCube Neutrino Observatory）的關鍵貢獻，以及發現天體物理起源的「高能微中子」。

瑞典皇家科學院表示，哈爾森為一種全新的天文學領域奠定了基礎，利用南極的冰川冰層來捕捉被稱為「微中子」（neutrinos）的神秘粒子。其成果便是冰立方微中子觀測站，該設施能夠追蹤源自遙遠宇宙的微中子。

在南極捕捉來自宇宙的神秘粒子

哈爾森意識到，南極的冰層可用於追蹤微中子粒子。他的遠見與科學領導力對冰立方微中子觀測站相當重要，這個觀測站是一座配備光學感測器、體積達一立方公里的冰體觀測站。研究人員利用冰立方，得以捕捉來自遙遠宇宙中極高能量過程的微中子。

長期以來，科學家們都知道宇宙中存在天然的粒子加速器，所發射出的粒子能量高達地球實驗室極限的一百萬倍以上。然而，關於這些源頭仍有許多謎團：它們是什麼？位於何處？其內部的核心運作機制為何？

哈爾森於 1988 年首次提出在南極捕捉微中子的構想。當微中子與原子核碰撞時，會產生微弱的閃光，清澈的冰川冰層中的感測器便能追蹤到這一現象。南極的冰層具有許多優勢，包含免受各類雜訊干擾，且該區域地質結構穩定，沒有地震發生。哈爾森與他的理念很快獲得了其他研究人員的支持，短短幾年後，感測器便在冰層中進行了初步測試。

來自宇宙的極高能量微中子極為罕見，因此需要巨大的冰層體積才能觀測到足夠數量的碰撞事件。冰立方涵蓋了整整一立方公里，並於 2011 年完工。研究人員隨後很快發現了第一批高能微中子，並在幾年後發表了他們的發現，這些微中子來自太陽系之外的遙遠處。

諾貝爾物理學委員會主席皮爾斯（Mark Pearce）表示：「哈爾森領導了一個由研究人員與工程師組成的國際團隊，為我們提供了一台無比強大的儀器。他的毅力與科學遠見，為天文學開闢了全新道路。」

冰立方微中子觀測站持續收集到的微中子相互作用數據，將為研究人員提供關於高能微中子誕生之劇烈環境的新知，甚至可能揭開先前未知的宇宙現象。