日前，記者從南京大學獲悉，該校物理學院杜靈杰教授率領的國際科研團隊在量子物理領域取得重大進展，首次觀察到引力子在凝聚態物質中的“投影”。相關論文近日在線發表於國際學術期刊《自然》。

全球關於引力子的研究，一直是物理學界的終極問題之一，如果証實引力子的存在，將是顛覆當代物理學乃至整個科學領域的巨大突破。

南京大學的這項工作中首次觀察到的引力子模是引力子在凝聚態系統中的投影（存在）。這一重大發現，也對理解全新的關聯量子物理以及實現拓扑量子計算機的運行至關重要。

早在2019年，杜靈杰團隊就在分數量子霍爾效應中發現了一種新的集體激發，這一結果隨即被理論物理學家認為可能是分數量子霍爾效應引力子並提出了檢測該引力子的關鍵自旋測量方案。而在當時，國內外尚無滿足要求的測量設備可以進行這一實驗。

對於該實驗測量，無論是從實驗技術，還是從基礎物理創新角度，都意味著從0到1的突破。杜靈杰帶領團隊，花費數年時間，在南京大學自主設計、集成組裝了一台根植於He3-He4稀釋制冷技術的極低溫強磁場共振非彈性偏振光散射系統。

這一特殊的“望遠鏡”有兩層樓高，可以在零下273.1攝氏度下捕捉到最低達10GHz的微弱激發並判斷其自旋。測試表明，這一技術的相關測量參數達到國際領先水平，為引力子激發的測量奠定了實驗基礎。依靠這一利器，實驗團隊在砷化鎵半導體量子阱中成功觀測到分數量子霍爾效應引力子，取得重要突破。

這一工作是自引力子這一概念被提出以來，首次在實驗上發現具有引力子特征的准粒子。該實驗結果為在凝聚態系統中研究量子引力相關物理開辟了新的視野。

“這是引力子概念自20世紀30年代被提出以來，首次在實驗中觀察到它的‘投影’。”杜靈杰表示，團隊將繼續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域的新發現”。（李燁婧 中青報·中青網記者 李超）

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