10月6日，瑞典皇家科学院宣布将2026年诺贝尔物理学奖授予弗朗西斯·哈尔岑，以表彰他在冰立方中微子天文台的关键贡献和对高能中微子的天体物理来源的发现。哈尔岑开创了一种新型天文学，他提出利用南极的冰层捕捉神秘的中微子，从而建立了冰立方中微子天文台，用以追踪来自宇宙深处的中微子。

中微子为何受到关注？它们是宇宙中最难以探测的粒子，无电荷、几乎没有质量，通常穿过物质不留痕迹，极少与原子核发生碰撞。每秒有650亿个太阳中微子通过一个人的小指，但人类无法感知它们。由于其难以与物质反应，这些粒子被称为“幽灵粒子”。

科学家的追寻中微子的动机在于揭示宇宙的奥秘。宇宙中有大量被称作“宇宙射线”的粒子，其中许多来自空间的高能质子，其能量远超地球实验室加速器的极限。但这些高能宇宙射线的来源依旧是宇宙中的一个谜。物理学表明，质子加速过程同样会产生高能中微子，因此中微子成为揭示宇宙粒子加速器之谜的关键线索。

宇宙中有三种能够将信号传递到地球的“信使”：宇宙射线、伽马辐射和中微子。然而，宇宙射线会被磁场偏转，伽马辐射容易被尘埃吸收，中微子具有不带电而且几乎不受宇宙磁场影响的优势，能够直达地球，因此科学家可以通过中微子的路径追踪其源头。

此外，科学家能够区分能量强大的中微子与能量低得多的中微子，这些后者通常源自放射性物质或太阳等。高能中微子则可能来自遥远的恒星爆炸或活动星系。哈尔岑在比利时长大，他在1960年代受到粒子物理发展的启发，开始研究重粒子。在美国教授后，他意识到粒子物理和天体物理的交汇点在于研究宇宙中抵达地球的粒子。

中微子天文学的探索始于20世纪60年代，小雷蒙德·戴维斯首次观测到来自太阳的中微子。随着日本神冈天文台的确认，相关领域取得了进展，并在1987年探测到超新星爆炸相关的中微子。这一发现促成了戴维斯和小柴昌俊获得2002年诺贝尔物理学奖，证实了中微子在宇宙观测中的实用性。

随着研究的深入，科学家发现中微子可以“变身”，即一种类型的中微子在到达探测设备时可能会转变为另一种类型。这一发现通过日本和加拿大的实验得以证实，2015年诺贝尔物理学奖授予相关研究的梶田隆章和阿瑟·B·麦克唐纳。

20世纪60年代，物理学家提出水可以用来捕捉中微子，但哈尔岑在80年代意识到南极的冰层是捕捉这些粒子的理想材料。1988年，他与同事首次提出在南极冰层构建中微子天文台的构想，南极冰的稳定性和深度适合安装光学传感器，尽管施工只能在夏季进行。冰立方中微子天文台由一立方公里的光学传感器构成，这些传感器被埋设在1450米到2450米深的冰层中。

哈尔岑将这些传感器比作“反向灯泡”，它们不是发光，而是捕捉到的光转化为电信号。1992年，科研团队首次尝试将光传感器埋入南极冰川，但遭遇了冰面气泡的干扰。尽管如此，1400米以下的冰层却出奇的纯净透明，成为捕捉中微子的理想地点。