2026年诺贝尔物理学奖授予了美国科学弗朗西斯·哈尔岑,以表彰他通过冰立方中微子天文台(IceCube)在高能天体物理中微子探测上的开创性贡献。这是诺贝尔物理学奖时隔34年,又一次由单人独享。
中国科学家在中微子领域同样取得了世界级成果,在大亚湾利用核反应堆,在江门利用地下700米深处探测器,对中微子进行了精确测量。
两者在科学目标和技术路线上有本质区别。
诺贝尔奖得主弗朗西斯·哈尔岑,1988年首次提出利用南极冰层探测中微子的构想:利用南极1立方千米的天然冰体作为探测器,在冰层中部署众多光学传感器,捕捉高能中微子与冰内原子核碰撞产生的微弱光信号。2013年首次探测到来自太阳系外的高能中微子,能量高达千万亿电子伏特,标志着高能中微子天文学的开端。
中国科学家从理论到精密测量。1942年,王淦昌先生提出用K电子俘获方法探测中微子的建议,为早期实验提供了关键思路。2012年在大亚湾利用核反应堆产生的中微子,首次发现并精确测量了中微子某种振荡模式。2025年在江门地下700米深处,建造了一个装2万吨液体闪烁体的巨型探测器,通过光电倍增管捕捉中微子与液闪作用产生的闪烁光,取得了中微子振荡参数的世界最高精度测量结果。
两者的根本区别在于科学目标驱动了技术路线。
冰立方(诺奖工作)目标是观测来自宇宙深处的高能中微子,本质是天文学。因此需要超大体积(1立方千米)的天然介质来捕捉极其稀少的高能中微子事件。
中国实验(大亚湾/江门)目标是精确测量中微子自身的性质(如振荡参数、质量顺序),本质是粒子物理学。因此需要超高精度、低本底的探测器,利用反应堆产生的大量、低能中微子源来进行精密测量。
哈尔岑的贡献是利用中微子观测宇宙(高能天体物理),而中国科学家的贡献是在实验室中精确研究中微子本身(反应堆粒子物理)。两者互补,共同推动了对这种“幽灵粒子”的理解。
