82岁的2026诺贝尔物理学奖得主：用30年，在南极埋下看穿宇宙的眼睛

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2026年10月6日，瑞典皇家科学院宣布：将诺贝尔物理学奖单独授予今年82岁的弗朗西斯・哈尔岑（Francis Halzen，比利时出生、美国威斯康星大学麦迪逊分校物理学教授，冰立方中微子天文台首席研究员），表彰他"对冰立方中微子天文台的决定性贡献，以及对天体物理起源高能中微子的发现"。奖金1200万瑞典克朗，由他一人独享。

这份奖的故事，关于一种几乎无法被捕获的粒子，和一个疯狂到近乎天真的设想：把南极一立方公里的冰，变成人类望向宇宙深处的一只眼睛。

穿过一切，也躲过一切"幽灵粒子"

要理解这份奖，先要认识中微子——宇宙里最害羞的"幽灵"。

中微子不带电，几乎没有质量，穿过物质时基本什么都不碰。就在你读这句话的这1秒里，大约有650亿个来自太阳的中微子穿过了你的小指指甲，你毫无感觉，指甲也毫无感觉。它们能径直穿过地球、穿过恒星，如同穿过虚空。中微子既不偏转、也不减速，能从黑洞喷流的核心、从伽马射线暴的最深处一路逃出来，直指源头——那些光子都无法逃脱的地方，中微子可以。

也正因如此，它是宇宙派来的完美信使。从宇宙深处飞来，一路上它携带的信息完好无损。物理学家想靠它回答一个困扰了一个多世纪的问题。

可问题也在这儿：一个几乎不与任何东西作用的粒子，你要怎么"看见"它？

抓它的办法，早在1960年前后就有物理学家提出过：用水。中微子偶尔会撞上一个原子核，撞出一个带电粒子，这个粒子会沿着中微子原来的方向继续飞，并且发出蓝光。水是透明的，光传得出去，布置合适的传感器就能看见这道光，算出它的方向，进而推出中微子从哪儿来。关键只有一点：水要足够多，多到能等来足够多次碰撞。

答案简单又奢侈：既然撞上一次的概率极低，那就把探测器做得足够、足够大——大到用整整一座冰川当靶子。

1980年代的远见：在南极埋下看穿宇宙的眼睛

哈尔岑1944年出生于比利时蒂嫩，1969年在鲁汶大学拿到博士学位，1972年起任教于美国威斯康星大学麦迪逊分校，是一位粒子物理学家，后来担任冰立方首席研究员。

1980年代，哈尔岑听说苏联研究者计划用无线电天线在南极捕捉中微子：中微子在冰中相撞会产生电火花和无线电波。他大受启发，转念想到另一条路——在冰川里布置光传感器，直接寻找碰撞的闪光。他联系了正忙于DUMAND项目的约翰・勒尼德（John G. Learned），那是一个在夏威夷外海深海中捕捉中微子闪光的同类计划。1988年，两人在波兰的一次会议上，首次提出了在南极冰中建造中微子天文台的构想。

为什么哈尔岑会认为，南极是捕捉中微子天选之地？

那里本就有科考站，有定期运输和保障团队；

冰到了足够深度便永恒黑暗，不像海洋有生物干扰，放射性物质也极少；

冰面坚实稳固，地质稳定，没有地震。

唯一的缺点是：一年中大部分时间严寒封路，所有施工只能挤在11月到次年2月短暂的南极夏季里。

七年，在世界尽头埋下5160只"眼睛"

团队先在格陵兰试投传感器，确认仪器能在冰中读到粒子的光，随后在南极建起冰立方的前身——AMANDA。

哈尔岑后来回忆：1993年圣诞夜，他把电脑搁在腿上守在餐桌旁，一直等待第一根装着光学模块的缆线成功埋入冰层的消息。

最初的尝试令人失望——冰层上部布满气泡，光被散射到各个方向，粒子运动的信息被搅得模糊。然而当深度超过1400米，奇迹出现了：那里的冰极其纯净、透明，中微子发出的闪光在被吸收前，竟能在冰中穿行300米，远超所有人的预期。

AMANDA一直建设到2000年1月，运转良好，但要接住宇宙加速器抛出的高能中微子，它的体量还远远不够。他们需要更大的体 ——于是，一立方公里的冰立方正式上马。

冰川学家教给团队一个关键办法：用一种精巧的高压热水喷头融化冰层，钻出近2.5公里深的孔，再把串满光传感器的长缆，垂进灌满水的钻孔里。哈尔岑把这些传感器形容为"反向工作的灯泡"——它接收光，再把光变成电信号。

在南极点，科考队干了整整七个南极夏季：他们在冰中融出86个钻孔，垂下86根钢缆；每根缆线串着60个直径约35厘米、篮球大小的数字光学模块；总计5160只光感"眼睛"，被永久封存在冰下约1450至2450米深处，守着整整一立方公里的冰。

2010年12月，最后一串模块沉入钻孔；2011年，冰立方全面建成、达到完整规模——按时、按预算。在地球上最冷、最干、最孤独的地方，人类建起了有史以来最大、也最奇怪的一台望远镜。

找天外中微子，如同在暴风雪里辨认一根针。

冰立方每天要记录超过一亿个来自大气的粒子，宇宙射线在大气层里产生的中微子，每天也有几百个穿过整个地球抵达探测器。研究者必须从这海量背景里，筛出性质与大气中微子截然不同的"异类"。

2013年，团队首次报告了天外中微子存在的证据。研究者用《芝麻街》角色给这些超高能事件起了亲切的名字——Bert和Ernie（后来还有能量更高的Big Bird），它们的能量高达千万亿电子伏特（PeV）量级，远超大气所能产生。又积累了几年数据后，他们终于可以确凿地宣布：宇宙深处的中微子，真的被接住了。

290TeV的"飞箭"与40亿光年外的黑洞

以前抓到的中微子，不管是太阳的还是那颗超新星的，都是家门口的信使。冰立方要做的，是把中微子天文学推到宇宙深处，看那些藏在尘埃云后面、远到其他辐射半路就消失了的东西。伽马射线一路上会被光和物质消耗，中微子却什么都不在乎。这是一种其他任何手段都拿不到的信息。

如果说2013年证明了"天外中微子存在"，那么2017年的一场 "追凶"，则回答了更关键的问题——它究竟从哪来？

2017年9月22日，冰立方探测到一个母粒子能量约290TeV的中微子（编号IC-170922A），系统自动向全球天文台发出警报。作为对比，人类最强大的加速器LHC，最多只能把粒子加速到7TeV。

费米伽马射线望远镜循声望去，在中微子到来的方向发现一个遥远的耀变TXS0506+056——那是一个盘踞着超大质量黑洞的活动星系核，当时正剧烈爆发、两周内亮度飙升约六倍，距地球约40亿光年。全球十几座望远镜从射电、红外、光学、X射线到伽马射线波段同时锁定了它。

2018年7月，两篇《科学》论文给出结论：人类历史上第一次，确认了一个高能中微子的宇宙来源。多信使天文学的全新时代，就此拉开大幕。

近年来，冰立方的研究人员还观测到了来自我们自身星系——银河系的高能中微子。他们认为，这些中微子是在宇宙线与恒星之间的稀薄气体原子碰撞中产生的。未来几年，随着其他项目沿着冰立方开辟的道路继续前进，我们一定会听到更多有关中微子天文学的消息。在北半球，另外几座中微子望远镜正处于不同的发展阶段，它们使用水作为探测介质，而不是冰。

20世纪80年代启发哈尔岑的DUMAND项目于1995年终止。不过，其经验仍在其他项目中延续，例如贝加尔湖、地中海、南海，以及加拿大西海岸外的项目。与此同时，冰立方仍在持续捕捉中微子。南极点的下一轮扩建目前也正在规划中：第二代冰立方的冰探测体积将达到惊人的8立方千米。

它改变了我们看宇宙的方式

过去，人类观天几乎只用一种语言——光。如今，引力波让我们"听"见黑洞相撞，而中微子，递来了一把打开最极端天体内部的钥匙。

借助冰立方，科学家得以追问那些悬而未决的根本问题：能量惊人的宇宙射线，究竟被什么加速到如此恐怖的程度？黑洞喷流正是头号嫌犯；耀变体、活动星系核、伽马射线暴的核心，正在上演怎样的物理？

候选的源头正一个个浮现：在活动星系NGC1068（M77）方向，已有约79个中微子被记录；近年来，冰立方还看到了来自我们银河系内部的高能中微子。

从1988年首次提出构想，到1990年代守着AMANDA，再到2011年冰立方建成、2013年捕获天外中微子、2018年锁定耀变体——哈尔岑为这件事倾注了三十多年。他做的，本质上和所有伟大的望远镜建造者一样：在人类感官的边界之外，再向外推一寸。

南极点的冰下，没有星光，万籁俱寂，5160只眼睛却永远在等待一缕来自数十亿光年外的幽蓝微光。

也许这正是物理学最动人的地方：宇宙把秘密藏在最难以捉摸的粒子里，而一个执着的人，用一立方公里的冰，耐心地、一寸一寸地，把它请了出来。

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中国学生眼里的诺贝尔奖得主老师

10月6日，瑞典卡罗琳医学院宣布，将2026年诺贝尔生理学或医学奖授予卡尔·戴塞洛斯（Karl Deisseroth）、彼得·黑格曼（Peter Hegemann）、格奥尔格·纳格尔（Georg Nagel）三位科学家，以表彰他们在光门控离子通道和光遗传学方面的发现。

其中，彼得·黑格曼院士为与中国渊源颇深，是南京理工大学的名誉教授。

2026诺奖得主黑格曼教授，2015年受聘为南京理工大学名誉教授

南京理工大学化学与化工学院的卢颖洪副教授其博士阶段就读于德国洪堡大学，师从彼得·黑格曼院士，其谈到了对诺奖得主老师黑格曼的第一印象。

极具自律精神，更看重成果能否写入教科书

而非诺贝尔奖

在卢颖洪眼中，黑格曼是一位古典且纯粹的科学家，身材高大，整洁挺拔，极具自律精神，“每天准点到达办公室，准点下班，常年坚持身体锻炼，跟钟南山院士很像”。

他回忆道，比起论文发表数量等学术指标，黑格曼追求的是科学知识上的积累与突破。曾有其他课题组嘲弄黑格曼“产出不高”，但黑格曼从不为之所动，也从不用成果压力给学生“打鸡血”。

“黑格曼曾问我，科学家的最高成就是什么？我说是拿诺贝尔奖。他摇摇头说不是，最高成就应当是成果能写进教科书。他曾带我听过一位90岁科学家的报告，那位先生70岁时发现了一个机制，最终被写入教科书。在黑格曼看来，那才是真正的成功。”卢颖洪说。

给予学生极大的探索自由与包容

为异国学子解难，挺身而出

作为导师，黑格曼给予学生极大的探索自由与包容。卢颖洪形容在他门下的岁月，“就像一个在花园里玩耍的孩子，想做什么就做什么，完全没有催促”。在生活上，黑格曼更是极具保护欲的师长。卢颖洪刚到德国因思乡情切，黑格曼便毫不犹豫批准他回国探亲两周；当他在当地遭遇邻居敲诈勒索时，黑格曼愤怒地亲自出面与房东交涉，为年轻的异国学子撑起保护伞；当学生做出成绩时，黑格曼则不吝赞美之辞，“情绪价值拉满”。

南京是他最喜欢的城市之一

“导师对南京这座城市印象极好，他说南京是他最喜欢的城市之一。”卢颖洪告诉记者，黑格曼曾游览中华门、瞻园、灵谷寺，品尝南京的雨花茶和臭豆腐，对南京的城市面貌、古迹和饮食都赞不绝口。“他对我们南京理工大学的印象也非常好。”卢颖洪说，自己正打算找机会再请导师来南京看看。