北京时间2026年10月6日，瑞典皇家科学院宣布，将2026年度诺贝尔物理学奖授予比利时科学家、美国威斯康星大学麦迪逊分校讲席教授、上海交通大学李政道研究所国际学术咨询委员会委员弗朗西斯·哈尔岑（Francis Halzen），以表彰他“对冰立方中微子天文台作出的决定性贡献，以及发现来自天体物理源的高能中微子”。
值得一提的是，在诺贝尔物理学奖公布现场，诺贝尔委员会还将目光投向正在建设和规划中的下一代中微子望远镜。在报告中，上海交通大学李政道研究所牵头的TRIDENT中微子望远镜（海铃计划）与IceCube-Gen2、KM3NeT、Baikal-GVD、P-ONE等国际项目一同被提及。
Francis Halzen是李政道研究所国际学术咨询委员会委员，曾在公开演讲中对李政道研究所正在开展的海铃计划给予高度评价：“海铃将为中微子天文学开启新的篇章。”
Francis Halzen出席2023李政道研究所国际学术咨询委员会会议
2023年，Francis Halzen在交大物理与天文学院作报告
得知Francis Halzen获奖，李政道研究所长聘学者、物理与天文学院副教授、海铃计划首席科学家徐东莲表示：“听到这个消息时我太激动了。2009年，我读研究生时就参与了‘冰立方’项目，在IceCube项目组完成了研究生和博士后的训练，参与了发现高能天体中微子的全过程，做出了一些贡献。”如今，她已是中国“海铃计划”首席科学家。从南极到南海，中国科学家也站在了这扇新打开的宇宙天窗之下。
解读
01
徐东莲
李政道研究所长聘学者、物理与天文学院副教授、海铃计划首席科学家、Francis Halzen团队前成员
Francis Halzen获得诺贝尔物理学奖，对我而言，是对中微子天文学数十年探索的一次最高致敬，也有一份非常特别的个人意义。2008年至2018年，我从博士生到博士后，在IceCube度过了整整十年。那是我科研生涯最重要的成长阶段。Francis让我看到，一个真正重要的科学问题，往往需要超越当时技术条件和现实困难的想象力，更需要几十年如一日把一个看似“不可能”的想法变成现实的勇气和乐观。对我影响尤其深的是，他始终把科学本身放在第一位。这个诺奖奖励的不仅是一次重大发现，也是在奖励一种科学精神：面对一个足够重要的问题，敢于去建造一个前所未有的工具。
2018年回国后，我在李政道研究所发起了海铃计划，希望在南海3500米深处建设中国自己的下一代中微子望远镜。从南极冰层到南海深处，探测介质和技术路线不同，但我们追问的是同一个问题：宇宙中最极端的能量从哪里来？
今天，海铃的第一根原型探测串已经接入南海深海科学观测网，一期十串阵列也正在全速推进。Francis和IceCube证明了，人类真的可以用中微子去“看”宇宙。对我们这一代人而言，最好的致敬，就是沿着这扇已经打开的窗口继续向前——让中国在深海中也拥有一双凝望宇宙的眼睛，并与世界共同把中微子天文学带向下一个时代。
02
季向东
李政道研究所、物理与天文学院鸿文讲席教授
Halzen 这次获得物理学诺奖可以说是意料中的事，是实至名归。他开创的冰立方实验非常有创意，实质上开启了中微子天文学这门学科。在基本粒子表中，只有三个稳定不带电的粒子：光，中微子，和引力波，它们成为研究宇宙最重要的探针。光和引力波探测都已得过诺奖。虽然观测太阳中微子和超新星爆炸产生的中微子也已得过诺奖，但像冰立方这样的探测器可以看到整个银河系的中微子天图并能看到系外高能中微子才能称得上是首个中微子望远镜。
03
田玮
李政道研究所2025届博士毕业生，现在美国威斯康星大学麦迪逊分校Francis Halzen团队担任博士后
Francis此次获得诺贝尔物理学奖，是中微子天文学的历史性时刻。我也倍感荣幸能在他的指导下，继续在IceCube探索高能天体中微子的奥秘。
日常科研中，Francis喜欢端着一杯咖啡与大家讨论最新论文，他对领域的新进展始终保持纯粹的好奇。每当我汇报科研进展、提出尚不成熟的想法时，他总是耐心倾听，鼓励我大胆尝试。2024年初访麦迪逊时，我曾问他，是什么热情让他至今仍亲力亲为地投入物理研究。他笑着说：“We already spent 30 years for building the IceCube detector, and we are so lucky, now it’s time to enjoy physics.”
或许，任何实验的成功都需要一点运气，但是“Fortune always favors the bold.”在Francis身上，我看到的是数十年如一日的勤勉、坚持与谦逊。这些品质凝聚着团队，推动着领域的前进，也激励着更多的年轻人去向往、追求真正的科学精神！
诺奖背后
中微子如何成为窥探宇宙深处的“信使”
中微子是构成物质世界最基本的粒子之一，其概念最早由泡利（Wolfgang Ernst Pauli）于1930年提出，并在1956年的核反应堆实验中首次被实验证实。中微子物理的发展多次推动基础物理的重大突破，并屡次获得诺贝尔物理学奖。早期人类探测到的中微子主要集中在MeV−GeV及以下能区，包括反应堆中微子的发现（1995年诺贝尔物理学奖）、缪子中微子的发现（1988年诺贝尔物理学奖）、大麦哲伦云内超新星1987A爆发中微子的探测（2002年诺贝尔物理学奖），以及太阳与大气中微子振荡现象的发现（2015年诺贝尔物理学奖）。
中微子是一类几乎不与物质发生作用的基本粒子。它们不带电，几乎没有质量，可以穿越致密天体和漫长的宇宙空间而几乎不改变传播方向，因此能够携带来自黑洞、活跃星系等极端宇宙环境深处的信息。与此同时，这种极强的穿透力也使中微子极难被捕捉。1988年，Francis Halzen首次提出利用南极深层天然冰体作为探测介质，捕捉来自极端宇宙深处的高能中微子。这些中微子与原子核碰撞时，会产生一道闪光，这些光能被透明冰川中的传感器接收，从而反演出中微子所携带的信息。极高能量的宇宙中微子极为罕见，因此需要大量冰才能观测到足够数量的碰撞。
冰立方（IceCube）
2010年，由5160个光学传感器组成的监测体积达1立方公里级的冰立方（IceCube）建成并投入运行。2013年，IceCube首次探测到来自地外的高能弥散中微子，标志着中微子天文学的新纪元。自此，人类在依赖传统电磁波观测宇宙的方式之外，进一步拓展引入了高能天体中微子这一独特信使，其与物质作用极其微弱，且在星际传播不受磁场偏转，为研究极端宇宙规律提供了全新的窗口。过去10余年里，IceCube在探寻高能中微子天体源方面取得了一系列里程碑式成果。除了持续精确测量来自地外的弥散高能中微子流，IceCube在最近几年又确认了来自银盘的弥散中微子流。
此次诺奖所肯定的，正是人类由此建立起的一种全新的观测宇宙方式——高能中微子天文学。它使人类能够借助一种不同于电磁波和引力波的“宇宙信使”，探索宇宙中最剧烈的粒子加速过程，并追寻延续百余年的宇宙射线起源之谜。
海铃计划
南海深处，下一代中微子望远镜正在接棒
海铃计划是由上海交通大学李政道研究所牵头，计划在我国海南南海约3500米深的“海铃盆地”建设的新一代大型深海中微子望远镜。项目于2018年启动深海选址和探测器原型研究，2020年正式提出建设规划，将在深海部署约千根探测串列、约2万个新型混合光电探测球舱，监测约10立方公里海水。其核心科学目标是捕捉来自黑洞、活跃星系等极端天体环境的高能中微子，寻找和精确定位宇宙中高能粒子的天然“加速器”，进而探索宇宙射线起源，并开展全味中微子、基础粒子物理和多信使天文学等研究。
海铃计划（红色）和IceCube（蓝色）灵敏区间对比示意
海铃计划与IceCube相比，二者探测原理相同，作为下一代中微子望远镜，海铃计划将在探测精度、探测能窗和中微子味道分辨能力等方面全方位升级，接过高能中微子观测的接力棒。台址选择方面，海铃位于近赤道区位的深海水体环境。随着地球自转，位于低纬度的海铃可以进行大范围巡天，填补了对南天的观测空白。相比IceCube所在的南极冰体，深海水中的光散射更弱，这为进一步提高簇射型中微子事件的探测精度和陶中微子分辨能力提供了基础。设计理念方面，相比于IceCube的单传感器设计，海铃望远镜使用多传感器球舱，一方面提升了中微子信号的时间精度与可靠性，还通过多传感器间的时空符合，大幅抑制在海水中的放射性噪声，从而使望远镜在海水中的建设成为可能。阵列布局方面，海铃望远镜在国际上首次提出了非等距排列的“彭罗斯构型”，在有效提升中微子的方向和能量定位精度的同时，进一步拓宽了中微子探测能窗，综合探测能力大大增强。
2021年，“海铃探路者”完成首次南海选址科考，测得候选台址的深海流场和光学性质，确认了“海铃盆地”建设大型中微子望远镜的环境基础。2023年，海铃团队在《Nature Astronomy》发表望远镜概念设计和南海选址研究成果，提出利用大体积深海水体、混合型光电探测技术和高精度时间测量，建设面向下一代高能中微子天文学的探测阵列。此次海铃出现在诺贝尔委员会展示的未来望远镜版图中，也从一个侧面体现了这一中国原创大科学计划在国际中微子天文学领域不断提升的关注度和影响力。
海铃大阵列效果图
过去数年间，海铃计划已经由科学构想逐步走向工程实践。2024年，长期探测潜标T-REX 2024串列样机在“海铃盆地”成功布放，并持续开展约4个月的长时间原位运行，验证了光学探测、电子学和深海集成等多项关键技术。2025年，海铃完成首个全功能混合型光电探测球舱hDOM研制，相继通过多轮湖试和深海试验，同步完成自主研制的深海精密仪器柔性布放系统“蜘蛛系统”（SPIDER）的实海工程验证。
2026年春季，团队在南海开展规模化系列海试，对望远镜建设所需的深海施工技术进行系统验证。“蜘蛛系统”完成3500米深海着底和动力定位船舶联动移位试验；水声定位系统继续验证多节点高精度定位能力；依托“海马号”水下机器人，团队还在3500米海底完成多套国产深水湿插拔连接器的动态插拔和通断测试，为未来十根串列在深海组网、供电和数据传输打下工程基础。
在刚刚过去的中秋及国庆假期，海铃团队成功完成了海铃首根望远镜串列样机的深海布放。此次作业采用自主研制的“蜘蛛系统”与水下机器人协同施工，整个布放过程顺畅完成，实际作业时间仅为原计划的一半。目前，串列样机已在深海持续稳定运行，持续采集科学数据。
海铃计划最新一次海试
未来，海铃计划将继续推进阵列建设。按照项目最新计划，由10根望远镜串列组成的“海铃一期”预计将于2027年建成，成为我国首座深海中微子望远镜。海铃一期阵列将开展大气中微子观测，同时完成大型深海中微子望远镜从探测单元、串列布放到海底组网和长期运行的全链条技术验证，为未来更大规模的海铃阵列奠定基础。
海铃计划是李政道研究所聚焦“极端宇宙条件下物质的起源与演化”这一根本性科学问题建设的具有极限探测能力的三大前进观测基地之一。除位于海南深海3500米水下的海铃中微子望远镜外，李所还在四川锦屏2400米埋深建设了PandaX暗物质探测装置、在青海冷湖赛什腾山海拔4300米建设了JUST光谱望远镜。在张江大本营，李所还部署了实验室天体物理实验平台和拓扑材料研究实验平台。随着新一代装置陆续建成和升级，到2027年底，李所将实现全球领先的综合极限探测能力。目标到2035年，形成基础研究的“上海学派”，建设成为世界一流基础科学研究机构，成为上海建设具有全球影响力的科技创新中心的重要引擎，为人类文明进步作出根本性贡献。
来源：上海交大物理与天文学院
编辑：四月
