他凭“幽灵粒子”独享诺奖！该领域中国“未来可期”

弗朗西斯·哈尔岑 

■本报记者 倪思洁 赵宇彤 韩扬眉 江庆龄 见习记者 金梦婷

北京时间10月6日，2026年诺贝尔物理学奖授予美国理论物理学家弗朗西斯·哈尔岑（Francis Halzen），以表彰他对冰立方（IceCube）中微子天文台的杰出贡献，以及对源自天体的高能中微子的发现。

中微子又被称为“幽灵粒子”。这是继1992年之后，诺奖时隔34年再次授予单一获奖者，也是诺贝尔物理学奖史上“幽灵粒子”领域的第五个诺奖。据悉，2026年诺奖单项奖金为1200万瑞典克朗。

诺贝尔物理学委员会主席马克·皮尔斯（Mark Pearce）表示，哈尔岑的坚韧与科学远见“为一种全新的天文学铺平了道路”。

冰立方将光传感器布设在1立方公里的冰层中，是一个超高能宇宙线探测装置。该装置2011年建成运行之后，捕获到来自太阳系外的高能中微子，证实了宇宙中存在远比地球实验室强大百万倍的天然粒子加速器。

诺奖成果：走通技术路线，捕捉到宇宙超高能“幽灵粒子”

《中国科学报》：得知此次诺奖颁奖结果，你是什么感受？如何看待这次获奖的成果？

中国科学院高能物理研究所研究员、所长曹俊：哈尔岑拿到诺奖是意料之外、情理之中。他开创了一个新领域——用超高能中微子研究宇宙线，而且也确实找到了超高能中微子，这是一个重大突破。但不足之处是，冰立方并没有解决宇宙线起源这一根本问题。

超高能宇宙线起源是一个百年难题。它之所以“难”，是因为宇宙线带电，宇宙空间有磁场，我们在地面上探测到宇宙线时，不知它从哪儿来，也无法解释它是被什么天体加速的，以及是怎么被加速的。

要解决宇宙线起源的难题，首先要定位，找到天体源，然后靠各路“信使”去研究这些源，找到答案。这些“信使”包括传统的光学方法、X射线、伽马光子、中微子等。中微子不带电，在宇宙空间弥漫的磁场中不转弯，发现超高能中微子，就可以从它来的方向反推回去，从而知道它是从哪个天体发出来的。

2023年，冰立方首次把超高能中微子与一个天体源联系起来，达到4.2倍标准偏差，实现了重大突破。不过，这离解决宇宙线起源问题还有较大距离。我国高海拔宇宙线观测站“拉索”通过另一种方法，即探测超高能伽马光子来倒推天体源，找到了多种起源天体，但还没找全。同时，加速机制方面也需要更完整的理论。

当然，诺奖并不是一定要等到把问题彻底解决了才能颁发。

上海交通大学物理与天文学院教授李亮：在奖项揭晓前，我就预测粒子物理领域可能会成为今年诺奖的黑马。出乎意料的是，该奖项授予了粒子物理与天文学的交叉领域——粒子天文学，而且仅授予一人。

哈尔岑早在20世纪80年代就提出在南极冰下建造中微子望远镜的构想，AMANDA是用中微子探测宇宙线起源的第一代探测器，冰立方是在它基础上扩建升级的设备。中微子是人类了解最少的基本粒子之一。此次诺奖不是中微子研究的重复获奖，也不是“中微子又赢了”，而是中微子天文学这一新范式获得诺奖的正式承认。

中国科学院大学前沿交叉科学学院副教授续本达：早在10年前，冰立方就让学界备受震撼。它是开启多信使天文学的一个标志性事件。诺奖颁给冰立方，我认为是表彰它开启了一个时代，它真正把整条技术路线走通了，起到了承前启后的作用。

诺奖得主：“一位典型的欧洲绅士”

《中国科学报》：哈尔岑是一个怎样的人？

上海交通大学李政道研究所粒子物理部主任、李政道讲席教授何小刚：我和哈尔岑相识于1986年。我当时在美国夏威夷大学读研究生，他是我导师的长期合作者。我对他的第一印象是非常友好，没有一点架子。与哈尔岑交往多年，令我感触最深的是，他永远把科学放在第一位。他只要看准了一个课题，不管有多艰难，都会慢慢钻研。

正如冰立方实验，很多人不了解的是，当时夏威夷大学正在开展DUMAND深海中微子实验。尽管DUMAND实验后来失败了，但他非常笃信，认为高能中微子领域一定有我们还不理解、还没有探测到的东西。他考虑到南极去做实验，但大家都不知道实验方向，而他非常坚持，不断发掘实验的潜力和可行做法，后来得到了美国国家科学基金会的支持，实验才得以推进。

生活中的他是一位典型的欧洲绅士，穿着整齐、得体，讲话让人舒服，不讲排场。我比他年轻十几岁，但他把我当朋友对待。他对美食也很有研究，我们聚餐时，他选择的食物都很有特色。他还非常严谨，每一次开会都认真准备报告和相关议题。他现在是上海交通大学李政道研究所的国际学术咨询委员会委员，我们上次见面是在2023年召开的国际学术咨询委员会会议。当时他已经非常有名了，但跟我们坐在一起，仍像老朋友一样。

上海交通大学物理与天文学院副教授、李政道研究所长聘学者徐东莲：我2008年前往美国读研究生，2018年回国工作，在冰立方工作了大约十年。我的博士导师是冰立方标定系统负责人，早期我主要做探测器底层标定工作。后来我到冰立方总部从事博士后研究，直接与哈尔岑合作。

哈尔岑是位非常纯粹的科学家，有极强的人格魅力，对年轻人永远支持、鼓励。我觉得他是高能物理领域为数不多的“绅士”。大科学装置往往由多国参与，会涉及经费、科学课题、贡献归属等问题，不同组有竞争、争吵时，哈尔岑永远把科学放在第一位。这也是我从他身上学到的最宝贵的一课——作为科学家，始终坚守“科学第一”。

李亮：他是中微子物理领域的元老级人物。早在上世纪80年代，他就提出“在南极冰层内部布设粒子探测器寻找高能中微子”的大胆构想。我1999年到美国威斯康星大学麦迪逊分校读博时，他正在该校任教。他曾经给我们博士生宣讲过第一代南极冰下中微子望远镜AMANDA，鼓励大家去南极做实验。

研究前景：“中国在这一领域斩获诺奖，只是时间问题”

《中国科学报》：中国在中微子研究和中微子天文研究上有什么布局？未来的研究前景如何？

李亮：我国中微子探测布局包含低能中微子实验与高能中微子天文两条主线：低能中微子实验方向，从大亚湾反应堆中微子实验到江门中微子实验一脉相承，大亚湾实验成功测得中微子混合角θ13，江门中微子实验则瞄准中微子质量顺序这一具备诺奖级重要性的核心科学问题；高能中微子天文方向是南海海铃计划（Trident）、高能水下中微子望远镜（HUNT）等，它们和冰立方原理相通，利用海水作为探测介质，采集中微子信号，追溯高能中微子对应的天体源头。

中国中微子领域的科研势头才刚刚迸发，一系列项目的背后是上海交通大学、中国科学院高能物理研究所和中山大学等多个团队的持续攻坚。中国在这一领域斩获诺奖，不是可能性问题，更多只是时间问题。强大的工业体系为大科学装置与基础突破提供了支撑，一批大科学装置陆续落地运行，正在源源不断地产出前沿成果。

中国科学院高能物理研究所研究员、中国科学院院士曹臻：中微子领域5次获得诺奖，足以证明中微子相关物理探索的重要性。目前，我国“拉索”发现了大量存在的拍电子伏粒子源天体是最有可能的高能中微子源头。据此，我们的测算表明，需要建设30倍于冰立方的巨型中微子探测装置，才能认证这一推测，并揭示极端天体物理过程的深层次奥秘。因此，“拉索”团队正在积极推动建设高能水下中微子望远镜。

中国科学院高能物理研究所研究员陈明君：我们正在开展高能水下中微子望远镜的核心预研项目——“海星计划”，即包含56个探测单元的10万吨级小型样机阵列。这是我国的深海中微子探测项目，聚焦千米级深海探测技术攻关。目前，“海星计划”已在南海完成两次前期海试论证，探测器制作检测等准备工作已经结束，将择机出海投放。

同时，中国科学院高能物理研究所和俄罗斯杜布纳联合核子研究所达成协议，共同在贝加尔湖建设高能水下中微子望远镜，目前已在贝加尔湖投放了3串千米长度的探测器以开展相关预先研究。

徐东莲：我担任“海铃计划”的首席科学家。“海铃计划”是面向下一代的中微子望远镜，相关设计方案于2023年发表在《自然-天文学》，获得了包括哈尔岑在内的国际专家认可。

今年国庆假期，我们在南海成功安装了海铃首串样机，接入南海观测网，现在一切运行正常。这表明我国海域既有适合建设中微子望远镜的区域，也完成了全链条核心技术攻关。我们计划明年开始装机，海铃一期将建成地球上首个临近赤道的中微子望远镜。我们希望能够在2035年前完成，让中国拥有灵敏度超越冰立方10倍、能够引领世界的中微子望远镜。届时，我们也将加入包括冰立方在内的全球中微子天文网络，开展联合观测。

诺奖启示：得有自己的“独门绝技”

《中国科学报》：今年的诺奖对国内有哪些启发？

中国人民大学物理学院教授于伟强：我感觉诺贝尔物理学奖越来越重视技术，而不只是新的理论，这个趋势已经很明显了。新的物理发现，常需要新技术、新材料。我尤其想鼓励研究生以及刚进入科研职业轨道的年轻老师，注重技术发展，要想作出重要贡献，必须要有自己的“独门绝技”。

中国科学院物理研究所特聘研究员杜罗军：无论是粒子物理、高能物理还是凝聚态物理，未来的发展主线异曲同工：如何突破现有认知，去创造更极端的实验条件，把研究推向极致，发现新奇物理，而大科学装置正是孕育原创性成果的最佳土壤。只要通过新的方式、创造新的极端条件，都有机会做出“从0到1”的原创性成果。

复旦大学现代物理研究所青年研究员马龙：对于大型实验取得的重大成果，承认核心人物的地位、给予他们认可，是必不可少的。同时，评价体系也应该认可团队中那些默默付出、长期坚守的研究人员所做的工作。

此外，要集中力量解决重要问题。以中微子研究为例，最重要的是针对这个方向中最基础、最本质的科学问题开展研究。这类工作往往需要开展长周期的科研攻关，基础研究需要有“坐冷板凳”的耐心，希望国家和社会能够给予长期支持和资助，为从事相关研究的人员建立适合长期研究的评价体系。

续本达：中微子极难探测，中微子探测起步时不过是吨量级，如今冰立方直接做到了百万吨量级。这样的投入，一定需要国家来主导，同时也离不开世界各国的通力合作。人类文明的工业化进程，恰恰为基础研究提供了百万吨级大工程所必需的基础设施。从这个意义上说，这一次诺奖花落中微子领域，正是人类工业化近一个世纪以来积累的“工业底子”回馈给我们整个文明发展的一份厚礼。

而今后，利用这些大科学装置，无论是我国的天文望远镜、中微子望远镜，还是其他各类大科学设施，也不仅限于高能物理，而是遍及各个学科领域，我们都将站在工业巨人的肩膀上，去攻克基础科学最根本的问题。

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