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本文特此感謝國立屏東大學科學傳播學系鄭宜帆助理教授審校。

官方新聞稿:https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2026/press-release/

2026諾貝爾物理獎記者會 會後新聞稿:https://smctw.tw/20280/

 

瑞典皇家科學院決定將 2026 年諾貝爾物理學獎授予:

法蘭西斯.哈爾岑(Francis Halzen),美國威斯康辛大學麥迪遜分校(University of Wisconsin–Madison, USA)

「表彰其對冰立方微中子天文台的決定性貢獻,以及發現來自天體物理來源的高能微中子」

 

在南極捕捉來自宇宙中難以捉摸的粒子

法蘭西斯.哈爾岑(Francis Halzen)意識到,南極的冰層可以用來追蹤被稱為微中子(neutrino)的粒子。他的遠見與科學領導力對冰立方微中子天文台(IceCube Neutrino Observatory)至關重要。冰立方微中子天文台是一座配備光感測器、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產生的微中子。

微中子無所不在,卻極難察覺。它們一路穿透地球與我們的身體,而不被我們察覺 。在極少數情況下,單一個微中子會與原子核進行交互作用,這才讓配備適當儀器的科學家有機會發現它們。

科學家早已知道宇宙中存在天然的粒子加速器,能噴射出能量高達地球實驗室極限一百萬倍的粒子。然而,這些源頭仍充滿謎團:它們究竟是什麼?位於何處?其內部的主要物理過程為何?

極高能量的微中子與其他類型的粒子產生於相同的環境中。但與其他粒子不同的是,微中子既沒有改變前進方向,也不會損失能量,就抵達我們這裡。這意味著它們能提供的資訊是其他任何方式都無法提供的。

法蘭西斯.哈爾岑於1988年首次提出在南極捕捉微中子的構想。當微中子與原子核發生碰撞時,會發出一閃即逝的光芒 ,其能被埋在清澈冰川中的感測器追蹤到。南極冰層擁有許多優勢:不受各類干擾,且地質結構極為穩定、毫無地震。哈爾岑的構想很快獲得其他研究人員的支持,短短幾年後,科學家便展開了冰層感測器的初步測試 。

極高能量的宇宙微中子非常罕見,因此需要極大體積的冰層才能觀測到足夠數量的碰撞。冰立方涵蓋了整整一立方公里,並於2011年完工。研究人員隨即發現了第一批高能微中子,並在幾年後發表研究,證實這些微中子必然源自太陽系以外的遠方。尋找宇宙裡微中子來源的工作就此正式展開。

諾貝爾物理學委員會主席馬克.皮爾斯(Mark Pearce)表示:「法蘭西斯.哈爾岑領導了一個由研究人員與工程師組成的國際團隊,為我們打造了極其出色的儀器。他的堅韌與科學遠見,為全新的天文學開闢了道路。」

冰立方持續收集到的微中子交互作用數據,將為研究人員提供關於產生高能微中子之劇烈環境的嶄新認知,甚至可能揭示先前未知的宇宙現象。

 

法蘭西斯・哈爾岑(Francis Halzen),1944 年生於比利時蒂嫩(Tienen),任職於美國威斯康辛大學麥迪遜分校(University of Wisconsin–Madison)。

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