获奖者:弗朗西斯·哈尔岑(Francis Halzen),比利时裔美国物理学家,美国威斯康星大学麦迪逊分校教授,本届为单人独享诺贝尔物理学奖 。
获奖理由
表彰他对冰立方(IceCube)中微子天文台的决定性贡献,以及发现来自天体的高能中微子 。
人物简介
哈尔岑生于1944年,原本是理论物理学家。1988年,他提出一个大胆设想:直接利用南极纯净的万年冰层,充当巨大的探测介质,捕捉宇宙中被称为“幽灵粒子”的中微子 。
中微子质量极小,几乎不跟物质发生反应,可以轻松穿透整个地球,极难探测。只有体积足够巨大的探测器,才有可能捕捉它极其罕见的碰撞信号。
在他主导推动下,冰立方天文台在南极极点建成,把5160个光学传感器,通过86根线缆深埋进1450‑2450米的南极冰下,整体探测体积达到1立方千米,相当于近70个西湖的水量,2011年全面投入运行 。
核心科学成果
当中微子偶然和冰层原子核碰撞,会产生高速带电粒子,发出淡蓝色切伦科夫闪光,冰立方传感器就记录下这道微光 。
2013年,冰立方正式公布重大发现:探测到来自太阳系之外的高能宇宙中微子。
过去人类观测宇宙主要依靠电磁波(光、X射线、无线电);而中微子是全新的宇宙信使。这一发现,打开了中微子天文学全新窗口,人类得以用粒子而非光线去观察黑洞、活动星系核等极端宇宙天体 。
意义
在此之前,高能天体中微子只存在理论预言。哈尔岑从提出构想、说服学界、推动大型实验落地,最终拿到实测证据,开创了多信使天文学重要分支。中微子天文学,帮助我们窥探宇宙最剧烈的爆发事件内部发生了什么。