本報(bào)訊（李燁婧 中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 李超）日前，記者從南京大學(xué)獲悉，該校物理學(xué)院杜靈杰教授率領(lǐng)的國際科研團(tuán)隊(duì)在量子物理領(lǐng)域取得重大進(jìn)展，首次觀察到引力子在凝聚態(tài)物質(zhì)中的“投影”。相關(guān)論文近日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然》。

　　全球關(guān)于引力子的研究，一直是物理學(xué)界的終極問題之一，如果證實(shí)引力子的存在，將是顛覆當(dāng)代物理學(xué)乃至整個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的巨大突破。

　　南京大學(xué)的這項(xiàng)工作中首次觀察到的引力子模是引力子在凝聚態(tài)系統(tǒng)中的投影（存在）。這一重大發(fā)現(xiàn)，也對理解全新的關(guān)聯(lián)量子物理以及實(shí)現(xiàn)拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī)的運(yùn)行至關(guān)重要。

　　早在2019年，杜靈杰團(tuán)隊(duì)就在分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)中發(fā)現(xiàn)了一種新的集體激發(fā)，這一結(jié)果隨即被理論物理學(xué)家認(rèn)為可能是分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)引力子并提出了檢測該引力子的關(guān)鍵自旋測量方案。而在當(dāng)時(shí)，國內(nèi)外尚無滿足要求的測量設(shè)備可以進(jìn)行這一實(shí)驗(yàn)。

　　對于該實(shí)驗(yàn)測量，無論是從實(shí)驗(yàn)技術(shù)，還是從基礎(chǔ)物理創(chuàng)新角度，都意味著從0到1的突破。杜靈杰帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，花費(fèi)數(shù)年時(shí)間，在南京大學(xué)自主設(shè)計(jì)、集成組裝了一臺(tái)根植于He3-He4稀釋制冷技術(shù)的極低溫強(qiáng)磁場共振非彈性偏振光散射系統(tǒng)。

　　這一特殊的“望遠(yuǎn)鏡”有兩層樓高，可以在零下273.1攝氏度下捕捉到最低達(dá)10GHz的微弱激發(fā)并判斷其自旋。測試表明，這一技術(shù)的相關(guān)測量參數(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，為引力子激發(fā)的測量奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。依靠這一利器，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)在砷化鎵半導(dǎo)體量子阱中成功觀測到分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)引力子，取得重要突破。

　　這一工作是自引力子這一概念被提出以來，首次在實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)具有引力子特征的準(zhǔn)粒子。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果為在凝聚態(tài)系統(tǒng)中研究量子引力相關(guān)物理開辟了新的視野。

　　“這是引力子概念自20世紀(jì)30年代被提出以來，首次在實(shí)驗(yàn)中觀察到它的‘投影’。”杜靈杰表示，團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)深入研究引力子物理世界，“期待這座‘顯微鏡’給我們帶來更多量子前沿領(lǐng)域的新發(fā)現(xiàn)”。