哈爾岑憑「冰立方」摘諾獎　中國科學家齊賀：稍稍意外

香港文匯報訊 瑞典皇家科學院10月6日宣布，2026年諾貝爾物理學獎授予在比利時出生、擁有美國和比利時雙重國籍的天體物理學家哈爾岑，表彰他對「冰立方」（IceCube）中微子天文台的決定性貢獻，及發現具有天體物理起源的高能中微子。哈爾岑首次提出利用南極冰層，追蹤一種名為中微子（neutrino）的粒子，其超前構想和學術領導力，促成冰立方的誕生。在冰天雪地中，研究人員捕捉到來自遙遠宇宙的高能中微子，這些發現為全新的天文學奠定基礎，有望漸漸揭開宇宙的神秘面紗，發現更多人類未知的宇宙現象。

中微子無處不在卻難探測

中微子無處不在卻難以被探測，被形容為「幽靈粒子」，它們可徑直穿過地球、穿過人體，而人們毫無察覺。中微子可能是人類現時唯一已探測到的暗物質（dark matter），對暗物質的研究是現代宇宙學和粒子物理的重要課題。只有在極其罕見的情況下，單個中微子才會與原子核發生相互作用，借助合適的設備，人類才可能探測到它們。

科學家們已知宇宙中存在天然高能粒子源，它們有時能發射粒子，攜帶驚人的能量到達地球，最高可達地球實驗室所能實現的一百萬倍。這些粒子源的特性、位置、內部核心物理過程都是謎團，中微子則被視為打開這扇神秘之門的鎖匙：它與其他粒子誕生於同一類宇宙環境，但其抵達地球時不會改變運動方向，也不會損失能量，意味着它能提供其他觀測手段無法獲取的關鍵信息。

想要捕獲來無影去無蹤的中微子，水是一種理想材料。當中微子撞擊原子核時，會產生一個帶電粒子，並發出閃光，透明的水正適合捕捉光信號。若能儲備足夠多的水，增加中微子的碰撞幾率，再配合適當設備，科學家便能確認光的傳播方向，鎖定帶有驚人能量的中微子來源。1988年，哈爾岑將目光鎖定在南極，當地的冰層幾乎不受生物、放射性物質和各類信號干擾，地質環境也相當穩定，沒有地震。這一富有創意的想法，很快獲得眾多科研人員支持。

冰層可放長中微子光信號

1993年，南極首個中微子天文台「AMANDA」誕生，科學家們發現在1,400米以下深度的南極冰層極為純淨透明，中微子撞擊原子核發出的光信號可傳播多達300米。2010年底，科學家們又建成升級版中微子天文台「冰立方」，覆蓋多達1立方公里冰層。項目由美國威斯康星大學麥迪遜分校主導，在哈爾岑領導下，全球10多個國家的逾300名科學家參與其中。

2013年，研究團隊宣布冰立方已觀測到28個可能來自太陽系以外的中微子，是其首次發現高能宇宙中微子。2018年7月，研究團隊發布更詳盡數據，首次成功確認這些高能宇宙中微子源自太陽系以外的遙遠空間，人類由此正式開啟對宇宙中微子源的探索。多年來，冰立方持續採集中微子的作用信號，幫助科研人員進一步了解能產生高能中微子的劇烈宇宙環境。

諾貝爾物理學委員會主席皮爾斯表示：「哈爾岑帶領由科研人員與工程師組成的國際團隊，為人類打造了這台性能卓越的探測設備。他的堅韌與科學遠見，開闢了一種全新的天文學。」哈爾岑將獨享1,200萬瑞典克朗（約938萬港元）獎金。

用來與外星人溝通？ 哈爾岑：確實有人如此想

諾貝爾物理學獎公布後不久，哈爾岑透過電話向記者表示：「這是很大的驚喜，我顯然沒有預料到，但得知獲得這項殊榮，感到非常開心。」

哈爾岑指出：「對我來說，除了獲得諾貝爾獎，最大的喜悅莫過於我希望這項殊榮，也能表彰在這項計劃之初勇敢加入的那些人。」被問及中微子是否可能包含遙遠文明傳來的信息時，他承認：「有人推測這會是與外星人溝通的理想方式。但我不會往這方面深思，我們目前已有許多實際問題需處理。」

中國科學家致賀：為破解科學難題提供觀測手段

多名關注中微子領域的中國科學家，均對哈爾岑獲頒諾貝爾物理學獎表示祝賀。他們指出，高能中微子的發現為破解眾多科學難題，提供了獨特的觀測手段，中國的研究團隊近年也在中微子和高能宇宙射線領域取得標誌性突破。

中國科學院國家天文台研究員陳學雷稱：「今年的諾貝爾物理學獎授予領導冰立方（lceCube）中微子天文台的哈爾岑，稍稍出人意料，因中微子天文已拿過獎且目前並非最熱門，但確實也是出色的工作。」

清華大學物理系教授樓宇慶表示，他正帶領學生研究高能中微子的天體物理起源，包括IceCube和地中海KM3Net，「就在數天前，我還與同事探討過此事。KM3Net探測到的中微子最高能量，比IceCube的要高。」

「打開全新宇宙信使觀測窗口」

中國科學技術大學教授蔡一夫說：「IceCube天文台實現高能天體物理的高能中微子的探測發現，打開了全新的宇宙信使觀測窗口，為破解高能宇宙線起源、極端天體活動等重大科學難題提供獨一無二的觀測手段。中國在反應堆中微子和高能宇宙射線領域都取得標誌性突破，大亞灣、江門、拉索等實驗實現高精度測量，夯實了粒子物理層面的中微子研究基礎，與冰立方側重高能天體中微子探測形成良好互補。」

克服極地嚴寒 「冰立方」誕生歷挑戰

「冰立方」中微子天文台的誕生與發展經歷重重考驗。數十年來，愈來愈多來自不同領域的研究人員，聚集在提出該構想的哈爾岑周圍，將他靈光乍現的構想，一步步變為現實。

南極的冰川作為捕獲中微子的介質擁有諸多優點，深埋的冰層始終黑暗，最大限度減少干擾。南極點已有建設完善的阿蒙森—斯科特科考站，穩定的冰層還能為設施員工提供堅實的工作場所。不過受限於嚴寒，一年中大多數時候人們都無法往返南極點，冰立方的所有現場工作都必須在短暫的南極夏季，即每年11月至翌年2月之間完成。

科學家們最初的挑戰，是如何將探測儀器安置在冰層深處。在冰川學家幫助下，研究團隊使用一種類似精密淋浴噴頭的裝置，用熱水融化冰層，鑽出深約1,000米的孔洞。隨後將懸掛成串光感測器的長纜線，下放到充滿水的孔洞中。這些光感測器可捕獲中微子撞擊原子產生的光，再將其轉為電信號。

冰中設近5200個光感測器

1993年，冰立方的前身AMANDA開啟首次實驗。最初的嘗試並不理想，冰層上部充滿氣泡，將光散射到不同方向，粒子運動的信息變得模糊。科學家們反覆試錯，深入了解不同深度冰層的性質。為探測來自宇宙粒子加速器的高能中微子，冰立方於2011年達到完整規模：足足一立方公里的堅冰中設有多達5,160個光感測器，分布在86條纜線上，深埋冰面下1,450米至2,450米深處。

冰立方每天可記錄逾一億個來自南極洲上空大氣層的宇宙粒子，想要找到高能中微子，研究人員要在海量數據中，篩選它們在冰中發生相互作用的特定事件。即使無法確定某個中微子是否來自地球以外，科研團隊仍集中分析所有可能事件，判斷它們的整體特徵是否符合對高能中微子的預期，傳感器捕捉到的中微子愈多，科學家就愈可能尋獲其來源。冰立方擴建項目已開始規劃，「二代冰立方」將覆蓋驚人的8立方公里冰體。