本報(bào)南京4月1日電  （記者姚雪青）日前，記者從南京大學(xué)獲悉：該校物理學(xué)院教授杜靈杰團(tuán)隊(duì)在量子物理研究方面取得了突破性進(jìn)展。他們通過(guò)自主設(shè)計(jì)的極低溫強(qiáng)磁場(chǎng)共振非彈性偏振光散射系統(tǒng)，在砷化鎵量子阱中對(duì)分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)的集體激發(fā)進(jìn)行了測(cè)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(zhì)中的新奇準(zhǔn)粒子。3月28日，相關(guān)論文在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》。

據(jù)介紹，引力子和引力波對(duì)應(yīng)，引力波已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)證實(shí)，而引力子此前尚未被直接觀察到。如果能證實(shí)引力子的存在，可能有助于實(shí)現(xiàn)廣義相對(duì)論與量子力學(xué)理論兩大理論的統(tǒng)一。

近年來(lái)，有理論物理學(xué)家提出，凝聚態(tài)物質(zhì)中可能存在著引力子激發(fā)，也被稱為“分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)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(zhì)中的“投影”。

2019年，杜靈杰團(tuán)隊(duì)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)果被理論物理學(xué)家們認(rèn)為可能是分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)引力子存在的證據(jù)，并提出了檢測(cè)該引力子的關(guān)鍵自旋測(cè)量方案。

杜靈杰團(tuán)隊(duì)用3年多時(shí)間組裝了一臺(tái)新的設(shè)備裝置，主要測(cè)量參數(shù)、指標(biāo)經(jīng)過(guò)測(cè)試，都達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。通過(guò)這一裝置，杜靈杰團(tuán)隊(duì)在砷化鎵量子阱中成功觀測(cè)到分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)引力子，并分別從自旋、動(dòng)量、能量三個(gè)角度確認(rèn)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

據(jù)悉，這是引力子概念被提出以來(lái)，首次在實(shí)驗(yàn)中觀察到它的“投影”，為在凝聚態(tài)物質(zhì)中研究量子引力相關(guān)物理問(wèn)題開(kāi)辟了新的視野。