我科学家首次观察到引力子“投影”

本报南京4月1日电 （记者姚雪青）日前，记者从南京大学获悉：该校物理学院教授杜灵杰团队在量子物理研究方面取得了突破性进展。他们通过自主设计的极低温强磁场共振非弹性偏振光散射系统，在砷化镓量子阱中对分数量子霍尔效应的集体激发进行了测量，首次观察到了引力子激发（引力子模）——引力子在凝聚态物质中的新奇准粒子。3月28日，相关论文在线发表于国际学术期刊《自然》。

据介绍，引力子和引力波对应，引力波已经被实验证实，而引力子此前尚未被直接观察到。如果能证实引力子的存在，可能有助于实现广义相对论与量子力学理论两大理论的统一。

近年来，有理论物理学家提出，凝聚态物质中可能存在着引力子激发，也被称为“分数量子霍尔效应引力子”。由于它的行为规律与引力子类似，被形象地称作引力子在凝聚态物质中的“投影”。

2019年，杜灵杰团队在分数量子霍尔效应中发现了一种新的集体激发，这一结果被理论物理学家们认为可能是分数量子霍尔效应引力子存在的证据，并提出了检测该引力子的关键自旋测量方案。

杜灵杰团队用3年多时间组装了一台新的设备装置，主要测量参数、指标经过测试，都达到了国际领先水平。通过这一装置，杜灵杰团队在砷化镓量子阱中成功观测到分数量子霍尔效应引力子，并分别从自旋、动量、能量三个角度确认了相关实验证据。

据悉，这是引力子概念被提出以来，首次在实验中观察到它的“投影”，为在凝聚态物质中研究量子引力相关物理问题开辟了新的视野。