
你敢相信吗?此时此刻,无数看不见的微小粒子正悄悄穿过我们的身体、身边的墙壁、连绵的大山,甚至穿透整个地球。这种无处不在、却又极难被察觉的神秘粒子,就是被科学家形象称作“幽灵粒子”的中微子。

江门中微子实验装置。据中国科学院高能物理研究所
中微子个头极小,质量轻到几乎可以忽略,不带任何电荷,性格十分“孤僻”,几乎不与任何物质发生反应。它的穿透力强得超乎想象,墙壁、岩层、深海、大地,全都挡不住它的穿行,每时每刻都有无数中微子从遥远宇宙奔赴地球,却始终隐藏行踪、难以被人类捕捉。
2026年诺贝尔物理学奖,正式颁发给科学家弗朗西斯·哈尔岑及其科研团队。表彰他们突破百年难题,在南极厚厚的纯净冰层中,成功捕捉到来自宇宙深处的高能中微子。这项重大发现,彻底拓宽了人类观测宇宙的方式,为探索浩瀚星空打开了一扇全新的大门。
一直以来,人类观察宇宙,主要依靠星光、电磁波等光学信号。但广阔的宇宙里布满星际尘埃与复杂磁场,很多遥远星系、黑洞爆发、星体活动发出的光线,在漫长传播途中会被遮挡、削弱、扭曲,无法完整抵达地球。正因如此,宇宙深处的许多真相,一直蒙着层层迷雾。

“冰立方”捕捉中微子。据诺贝尔奖官网
中微子是来自深空最珍贵的“宇宙信使”,它们诞生于黑洞活动、星系爆炸、恒星演化等剧烈的宇宙事件中,能够跨越亿万光年的遥远距离,不受任何干扰直线抵达地球。每一颗中微子身上,都携带着宇宙最原始、最真实的演化信息,是解锁星空秘密的关键钥匙。
然而,想要抓住这位神秘的“宇宙信使”,难度极大。因为它几乎不与物质碰撞,普通望远镜、天文设备完全观测不到它的踪迹。
为此,弗朗西斯·哈尔岑想出了一个极具创意的探测方法:把观测设备埋进南极两公里厚的纯净冰层。这里就是著名的冰立方中微子天文台。科研团队在一立方公里的厚实冰层中,布设了数千台高灵敏度光学探测器。这些遍布冰层的探测设备,像无数双安静专注的“冰下眼睛”,常年驻守在极寒无人的南极地底,日夜静静等候中微子的到来。

2023年“冰立方”外观图。 据“冰立方”中微子天文台官网
绝大多数中微子都会径直穿过冰层,不留一点痕迹。只有极少数高能中微子,会偶然和冰层中的原子核发生碰撞,瞬间释放出一抹极其微弱的蓝色微光。探测器会精准捕捉这转瞬即逝的信号,完整记录微光的轨迹、亮度和出现时间。科学家依靠数据分析,就能精准判断中微子的能量强弱,以及它来自宇宙的哪个方向。
这项里程碑式的发现,直接催生了全新的中微子天文学。从此,人类不仅能依靠光线观测宇宙,还能通过微观粒子解读宏观星空,彻底改写了人类探索宇宙的方式。与此同时,我国江门中微子实验基地也在持续深耕探索,持续钻研中微子的未知谜题,为世界天文研究贡献中国力量。
空旷的太空里,居然藏着一座天然的超级粒子加速器。我国“悟空”号暗物质卫星,就捕捉到了这个有趣现象。
一直以来科学家都很好奇,宇宙射线这些高速粒子,到底是在哪里被加速到惊人速度。“悟空”在天上长年观测,仔细测量质子、铁等多种粒子的数据。研究发现,近地星际空间确实存在加速区域,粒子加速还有明确的能量上限,和粒子带电量有关系。
科研人员猜测,这片特殊区域,很可能来自恒星死亡爆炸之后留下的遗迹。看似安安静静的太空,时时刻刻都在上演激烈的粒子活动。这项研究登上国际权威期刊,也展现了咱们国家太空探测的硬实力。
宇宙早期存在大量被称作“小红点”的神秘天体,它们在宇宙诞生十几亿年大量出现,二十亿年左右又集体消失,长久困扰天文学家。
依托韦布望远镜观测,我国科研团队揭开谜底:“小红点”只是星系演化的短暂阶段。随着不断吸纳周边物质,天体形态慢慢发生改变,逐步演化成普通星系,特殊的红点特征便随之消失。该研究厘清了早期星系成长历程,成果发表于《自然·天文学》。