本報南京4月1日電 (記者姚雪青)日前，記者從南京大學獲悉：該校物理學院教授杜靈杰團隊在量子物理研究方面取得了突破性進展。他們通過自主設計的極低溫強磁場共振非彈性偏振光散射系統(tǒng)，在砷化鎵量子阱中對分數(shù)量子霍爾效應的集體激發(fā)進行了測量，首次觀察到了引力子激發(fā)(引力子模)——引力子在凝聚態(tài)物質中的新奇準粒子。3月28日，相關論文在線發(fā)表于國際學術期刊《自然》。

　　據(jù)介紹，引力子和引力波對應，引力波已經(jīng)被實驗證實，而引力子此前尚未被直接觀察到。如果能證實引力子的存在，可能有助于實現(xiàn)廣義相對論與量子力學理論兩大理論的統(tǒng)一。

　　近年來，有理論物理學家提出，凝聚態(tài)物質中可能存在著引力子激發(fā)，也被稱為“分數(shù)量子霍爾效應引力子”。由于它的行為規(guī)律與引力子類似，被形象地稱作引力子在凝聚態(tài)物質中的“投影”。

　　2019年，杜靈杰團隊在分數(shù)量子霍爾效應中發(fā)現(xiàn)了一種新的集體激發(fā)，這一結果被理論物理學家們認為可能是分數(shù)量子霍爾效應引力子存在的證據(jù)，并提出了檢測該引力子的關鍵自旋測量方案。

　　杜靈杰團隊用3年多時間組裝了一臺新的設備裝置，主要測量參數(shù)、指標經(jīng)過測試，都達到了國際領先水平。通過這一裝置，杜靈杰團隊在砷化鎵量子阱中成功觀測到分數(shù)量子霍爾效應引力子，并分別從自旋、動量、能量三個角度確認了相關實驗證據(jù)。

　　據(jù)悉，這是引力子概念被提出以來，首次在實驗中觀察到它的“投影”，為在凝聚態(tài)物質中研究量子引力相關物理問題開辟了新的視野。