瑞典皇家科学院10月6日宣告，本年的物理学奖颁发弗朗西斯哈尔岑（Francis Halzen），赞誉他“
哈尔岑本年82岁，出生在比利时蒂嫩，博士结业后不久来到美国威斯康星大学麦迪逊分校，如今是那里的教授。本年的物理学奖只发给了他一个人。
哈尔岑的望远镜没有镜片。它是南极点地下1450米到2450米之间的一整块冰，体积1立方千米，里边埋着5160个光传感器。它看的也不是光，而是世界中最不爱出面的粒子：中微子。
中微子不带电，根本上没有质量，穿过物质时根本什么都不碰。就在你读这句线亿个来自太阳的中微子穿过了你的小指指甲，你毫无感觉，指甲也毫无感觉。它们穿过整个地球，也跟穿过一团空气差不多。
正由于简直不跟任何东西打交道，中微子反而成了最牢靠的信使：从世界深处飞来，一路上它带着的信息完好无缺。物理学家想靠它答复一个困扰了一个多世纪的问题。
世界里处处飞着高速粒子，总称世界线。它们大多是质子，也便是剥光了电子的氢原子核。有些质子飞到地球时带着的能量高得离谱，远超于人类最大的粒子加快器的加快才能。世界里一定有某种天然的加快器，把它们推到了这种速度。但是这些加快器在哪儿，没人知道。
费事出在质子带电。带电粒子在太空中穿过磁场时道路会拐弯，等它飞到地球，早就不记得自己从哪儿来了。你顺着它的来向往回看，看到的仅仅一片空。
中微子不带电，磁场拐不了它。而物理学告知咱们，能把质子加快到极高能量的进程，同样会发生高能中微子。所以只需抓到一个能量极高的中微子，顺着它的来向往回看，那头就应该是世界加快器自身。
抓它的方法，早在1960年前后就有物理学家提出过：用水。中微子偶然会撞上一个原子核，撞出一个带电粒子，这个粒子会沿着中微子原本的方向持续飞，并且宣布蓝光。水是通明的，光传得出去，安置适宜的传感器就能看见这道光，算出它的方向，从而推出中微子从哪儿来。要害只要一点：水要满意多，多到能等来满意屡次磕碰。
上世纪80年代，哈尔岑传闻苏联研究者计划在南极用无线电天线捕捉中微子信号。他遭到启示，想到另一条路：把光传感器埋进冰川，冰也是通明的，为啥不直接用天然的冰？
他找到正在美国夏威夷深海做相似项目的同行约翰勒尼德（John G. Learned），两人一同揣摩南极的可行性，1988年在波兰的一次会议上榜首次拿出了计划。
南极点的优点许多。那里原本就有科考站，有定时补给，有一套能让团队干活的后勤。冰盖深处永久漆黑，没有海洋里那些会发光的生物搅扰，放射性物质也很少。冰是固体，人能够站在上面作业，这一带地质安稳，没有地震。害处只要一个：酷寒让一年里大部分时刻进不去，一切实践在做的作业只能挤在11月到次年2月的时间短夏日。
哈尔岑原本计划只做理论。勒尼德忙着自己的项目，再没回到南极这一个论题。故事本能够到此为止。但这个主意招引的人太多，几年之内，各个组织的研究者聚到哈尔岑身边，要把它变成真的。
榜首道坎是怎样把仪器放进1千米深的冰里。冰川学家教给他们一招：用一个像花洒相同的热水钻头，一路把冰融穿。然后把串着光传感器的长缆绳放进注满水的洞里，等水从头冻住。哈尔岑把这种传感器叫作反过来的灯泡，灯泡是把电变成光，它是把光变成电信号。
团队先在格陵兰试了试，承认传感器能在冰里看到粒子宣布的光。接着他们在南极点开工，建起了冰立方的前身，一个叫AMANDA的勘探阵列。
1993年平安夜，哈尔岑坐在餐桌边，笔记本电脑放在腿上，等一条音讯：榜首根装着光学模块的缆绳现已放进冰里了。
成果开端很让人绝望。冰的上层布满气泡，光被四处散射，粒子的运动信息全糊成一团。但再往下，状况忽然变了。1400米以下的冰极端纯洁通明，中微子撞出的那道蓝光能在里边传300米才被吸收，比一切人料想的都远得多。
AMANDA一向建到2000年1月。它一切正常，但仍是不行大，抓不住那些来自世界加快器的高能中微子。所以团队接着建冰立方：整整1立方千米的冰，86根缆绳，5160个传感器。2011年，它到达了规划规划。
示意图：埋在冰里的天文台丨图源：Johan Jarnestad/瑞典皇家科学院
建成仅仅开端。冰立方每天记载的信号里，绝大多数都和世界深处无关。世界线撞进地球大气层，会打出成群的粒子，其间一些能一路钻到冰下的传感器，每天超越1亿个。世界线在大气里还会造出中微子，每天有几百个从北半球那儿穿透整个地球，抵达冰立方。
要在这片噪音里找出真实来自世界深处的中微子，靠的是能量。放射性物质、太阳、大气层发生的中微子能量都低得多。能量高到某些特定的程度的中微子，不或许来自咱们身边，只能来自很远很远的当地，比方恒星爆破的残骸，或许悠远的活动星系。
单看一个事情，研究者无法百分之百确认它来自地球以外。但把一切筛出来的事情放在一同，看它们的全体特征是不是满意世界中微子的预期、是否显着差异于大气中微子，就能下判别。2013年，团队报告了榜首批依据。又过了两年，数据多到足以让他们坚信：世界中微子，抓到了。
一个高能中微子穿过冰层的示意图丨图源：Johan Jarnestad/瑞典皇家科学院
中微子天文学其实有过前史。上世纪60年代，雷蒙德戴维斯（Raymond Davis Jr）观测到了来自太阳的中微子。日本的神冈勘探器在小柴昌俊带领下承认了这一点，还测出了中微子的来向。1987年，神冈又捕捉到一阵中微子，来自附近的大麦哲伦云里一颗爆破的恒星。两人因而取得2002年的诺贝尔物理学奖。
戴维斯其时还留下一个谜：他抓到的太阳中微子数量只要理论猜测的1/3。后来人们才弄理解，中微子有3种，并且会在飞翔途中变身，动身时是一种，抵达时或许变成另一种，戴维斯的仪器只认其间一种。梶田隆章和阿瑟麦克唐纳（Arthur B. McDonald）由于提醒这种变身拿了2015年的诺贝尔物理学奖。
但曾经抓到的中微子，不管是太阳的仍是那颗超新星的，都是家门口的信使。冰立方要做的，是把中微子天文学推到世界深处，看那些藏在尘土云后边、远到其他辐射半路就消失了的东西。伽马射线一路上会被光和物质耗费，中微子却什么都不在乎。这是一种其他任何手法都拿不到的信息。
至于世界加快器自身，现在最像的候选者是活动星系NGC 1068，也叫M77。冰立方记载到的中微子里，有79个看起来来自它的方向。不过这点依据还不行充沛，不足以把它钉死为中微子源。抓到的中微子越多，找到源头的掌握才越大。近几年，团队还看到了来自银河系内部的高能中微子，他们都认为那是世界线撞上星际淡薄气体的产品。
当年启示哈尔岑的那个夏威夷深海项目，1995年就停止了。它的思路活在了贝加尔湖、地中海、南海和加拿大西海岸的一批水下中微子望远镜里。南极这边，冰立方的下一代也现已在规划，叫冰立方二代，体积将到达8立方千米。
从1988年波兰那场会议算起，哈尔岑在这件事上花了38年。现在，南极冰盖深处1450到2450米之间，5160个光传感器仍在一刻不停地作业，等着下一道来自世界深处的蓝光。
