哈爾岑及大會繪圖。(路透社、互聯網)
哈爾岑及大會繪圖。(路透社、互聯網)
本年度諾貝爾物理學獎昨公布，由比利時出生的美國威斯康辛大學麥迪遜分校物理學家哈爾岑(Francis Halzen)獲得，以表揚其對南極IceCube中微子觀測站(IceCube Neutrino Observatory)作出的關鍵貢獻，以及發現來自天體物理源頭的高能中微子(high-energy neutrinos)，開創了研究宇宙的新方法。
現年82歲的哈爾岑於1944年在比利時出生，早年研究粒子物理學，其後轉為探索宇宙高能粒子之謎。早於1980年代末，他已提出利用南極冰層探測中微子的構想，認為厚達數公里、極度純淨且黑暗的冰層，是捕捉中微子訊號的理想環境。
中微子為最難捉摸粒子之一
中微子被稱為宇宙中最難捉摸的粒子之一，不帶電荷，質量極低，能夠穿透絕大多數物質而幾乎不留下痕跡。雖然每秒有數以百億計來自太陽的中微子穿過人體，但絕大部分不會與物質發生碰撞，因此長期以來極難被探測。在哈爾岑推動下，國際團隊先後建立IceCube前身「AMANDA中微子探測陣列」及後來的IceCube中微子觀測站。IceCube於2011年全面投入運作，由5,160個光學感測器組成，分布於南極冰層1,450至2,450米深處，探測中微子與冰中原子碰撞時產生的微弱藍光。
IceCube偵測到來自宇宙深處高能中微子
2013年，IceCube團隊首次公布證據，顯示偵測到來自地球以外、宇宙深處的高能中微子，其後隨着更多觀測數據累積，確認這些粒子源自遙遠的宇宙極端環境。這是人類首次成功確認高能宇宙中微子的存在，亦開創了全新的「中微子天文學」領域。科學家認為，高能中微子可能來自超大質量黑洞附近、活躍星系核、超新星爆炸殘骸等宇宙最劇烈的天體現象。由於中微子不受磁場影響，能夠沿直線穿越宇宙抵達地球，因此可作為追蹤宇宙高能粒子源頭的重要線索。
諾貝爾委員會形容，哈爾岑的毅力及科學遠見成功為一種新的天文學鋪路。科學界認為，與可見光、X射線或伽馬射線等傳統觀測方式相比，中微子幾乎不會被塵埃、氣體或其他物質阻擋，可協助研究人員探索以往難以觀測的宇宙深處現象，進一步了解黑洞、宇宙射線及其他高能天體活動的形成機制。
目前IceCube仍持續運作，研究團隊正規劃新一代IceCube-Gen2設施，藉擴大探測範圍以捕捉更多來自宇宙深處的高能中微子，進一步揭開宇宙極端環境的神秘面紗。