10月6日，2026年诺贝尔物理学奖揭晓。美国威斯康星大学麦迪逊分校的弗朗西斯·哈尔岑教授获奖，以表彰他对冰立方中微子天文台的决定性贡献，以及发现天体物理起源的高能中微子。

获奖者哈尔岑从1988年就提出一个大胆构想：利用南极纯净的冰来捕捉几乎不与物质反应的高能中微子。经过二十多年的建设，冰立方天文台在2011年建成，86串、5160个光学传感器被部署在冰下1450米到2450米之间，等待来自宇宙深处的“幽灵粒子”留下微弱信号。从此，人类不再只能靠光来看宇宙，而是多了一种能穿透尘埃与磁场的“第六感”。南京大学天文与空间科学学院教授、博士生导师王祥玉接受记者采访，对这项开创高能中微子天文学新纪元的发现进行解读。

他在南极建了一立方公里的“冰立方”

中微子被称为“幽灵粒子”，它几乎不与任何物质发生反应。王祥玉教授解释，中微子跟物质的作用非常微弱，“它基本上穿过去，可能毫无反应，所以很难去捕捉它，因此称它幽灵粒子”。高能中微子只能由宇宙线的碰撞产生。宇宙线打到光或介质上发生反应，产生中微子。它不是核反应堆或太阳产生的那种低能中微子，而是宇宙线在黑洞喷流、活动星系核这类极端天体环境中碰撞出来的产物。

正因如此，捕捉高能中微子需要极端的手段。哈尔岑的构想是，既然中微子几乎不跟任何东西反应，那就用一个足够大的靶来“守株待兔”。他选择南极的冰层，在冰下一立方公里的范围内部署数千个光学传感器。当极少数中微子恰好与冰中的原子核发生反应时，会产生一种新粒子，这种粒子在冰中发出微弱的光，被传感器捕捉到，就证明探测到了一个中微子。

王祥玉教授告诉记者，哈尔岑的突破并非一蹴而就。“他的里程碑贡献实际上从2013年就开始了，当时，他首次探测到了多个高能中微子，但不知道它们来自什么天体。”这是人类第一次确认，来自太阳系外的高能中微子真实存在。2017年，冰立方探测到一个高能中微子后发出预警，全球望远镜随后在同一方向发现了一个正在爆发的活动星系核，而且伽马射线和X射线都在增强。“这表明在活动星系核里，可能真的喷出了一些东西，正在喷发物质，然后产生了中微子。”王祥玉教授介绍，2025年，“冰立方”中微子天文台通过分析长达10年的数据，首次以高统计显著性发现了来自银河系盘面的高能中微子发射。

中微子拿过好几次诺奖，但这次不一样

中微子对诺贝尔奖来说并不陌生。1995年，莱因斯因首次探测到中微子获奖；1988年，莱德曼等人因发现μ中微子获奖；2002年，戴维斯和小柴昌俊因探测太阳中微子和超新星中微子获奖；2015年，梶田隆章和麦克唐纳因发现中微子振荡、证明中微子有质量获奖。

但王祥玉教授告诉记者，这些诺奖成果，研究的都是中微子本身的物理性质或能量比较低的中微子，比如，它有没有质量、有几种“味道”、振荡是怎么回事。而哈尔岑这次获奖，是因为他把中微子当成了观测宇宙的工具。他关心的不是中微子“本人”长什么样，而是中微子从宇宙深处带来了什么消息。

换言之，可以将高能中微子视作宇宙线留下的“指纹”，找到了高能中微子，就找到了宇宙线的源头。到底什么是宇宙线？王祥玉解释，宇宙线是来自太空的高能带电粒子，1912年就被发现，发现者还因此拿过诺贝尔奖。但一百多年过去，科学家始终无法确定这些高能粒子的具体来源。“宇宙线是带电离子，会在磁场中偏转，难以追溯其方向。”王祥玉教授说。你在地球上探测到一个宇宙线，根本不知道它从哪儿来，因为它在路上被磁场“拐弯”了。

中微子不一样。它虽然也是在宇宙线碰撞中产生的，但它不带电，路径近似直线。“可以沿着中微子的方向追溯，查看该方向是否有天体。”

王祥玉教授还澄清了一个常见的误解。很多人把高能中微子和“黑洞爆炸”联系在一起，但更准确的说法是黑洞喷流。“黑洞的喷射过程持续不断，产生相对论的喷流，喷流中产生了中微子。”他说。所谓“爆炸”，其实是黑洞在猛烈喷出物质，宇宙线在喷流中与光子或气体反应，才产生了高能中微子。

“冰立方”的科研数据，南大也在用

科研工作者为什么要花这么大的代价在南极建立“冰立方”？王祥玉教授的回答很坦诚：“还是我们人类的好奇心，想理解这些宇宙线的起源是什么，以及我们天天看到的这种高能爆发的过程、物理过程是什么。”中微子不会直接影响日常生活，但追问宇宙从哪来、黑洞在干什么，本身就是人类最古老的冲动之一。

哈尔岑的冰立方虽然建在南极，但它的科学数据是全球共享的。王祥玉教授所在的南京大学团队，正是这些数据的使用者之一。“我们在中微子研究方面，目前主要做一些理论工作。”王祥玉教授说。具体来说，团队关注的是2017年高能中微子事件背后的物理过程：黑洞喷流中，中微子到底是怎么产生的？“黑洞在喷发时，不仅会产生中微子，还会有X射线、伽马射线等多波段辐射。我们要理解中微子在这个过程中如何与其他辐射同时产生。”王祥玉教授解释说，中微子的产生机制不止一种，可能是宇宙线与光子反应，也可能是物质的反应，“需要研究清楚哪种机制在天体上起作用”。

记者了解到，我国也在推进自己的高能中微子探测计划。王祥玉教授提到，中国科学院高能物理研究所的“HUNT计划”和上海交通大学主导的“海铃计划”，都计划在海中或贝加尔湖中部署探测器。“这两个项目目前都还没有正式立项，正在前期研究当中。”王祥玉教授表示，多一种探测方式，就多一分找到高能中微子的可能性。而且，冰立方虽然建成了，但看到的中微子数量仍然很少，“很多人想建比冰立方更大的探测器，甚至超过十倍的量级”。

扬子晚报/紫牛新闻记者  杨甜子

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