祝賀！南京大學杜靈杰課題組凝聚態(tài)物質中引力子模實驗發(fā)現(xiàn)入選2024“中國科學十大進展”

時間：2025-4-7

　　3 月 27 日，國家自然科學基金委員會發(fā)布了 2024 年度“中國科學十大進展”。其中，南京大學杜靈杰教授課題組憑借成功觀測到凝聚態(tài)物質中的引力子模這一突破性成果，榮登此榜單。

　　“中國科學十大進展”年度評選活動自 2005 年啟動以來，已成功舉辦 20 屆。2024 年度的評選活動異常激烈，相關學科領域專家先從 700 多項科學研究成果中遴選出 31 項候選成果，再經(jīng)由包括 440 余位兩院院士在內的 2700 余位專家學者實名投票，最終確定了 10 項重大科學研究成果。南京大學杜靈杰教授課題組的成果能夠脫穎而出，足見其科研價值之高。(更多科學研究成果請見《中國科學十大進展發(fā)布！祝賀我國科學家》)

　　在物理學領域，引力子被視為引力波所對應的自旋 2 的假想粒子，是連接廣義相對論與量子力學的關鍵。理論推測分數(shù)量子霍爾效應中或涌現(xiàn)出類引力子，這種凝聚態(tài)準粒子是自旋2的低能模式激發(fā)(稱為引力子?；蛞ψ蛹ぐl(fā))，但一直未被觀測到。這個困擾物理學界多年的理論謎題，在杜靈杰教授團隊的實驗中得到了驗證。杜教授自主設計、組裝了極低溫強磁場共振非彈性偏振光散射系統(tǒng)，基于砷化鎵量子阱，在分數(shù)量子霍爾效應中觀察到了引力子模。這種類引力子的實驗發(fā)現(xiàn)從二維空間角度揭示了度規(guī)擾動的量子是自旋 2 的低能激發(fā)，為在凝聚態(tài)物質中研究量子引力問題提供了新思路，也有助于理解引力子物理的量子規(guī)律。該成果證實了分數(shù)量子霍爾效應新的幾何描述，有望推動半導體電子系統(tǒng)微觀結構探測及拓撲量子計算發(fā)展。

值得一提的是，引力子激發(fā)能量極低，這對測量技術提出了高要求。為了實現(xiàn)微波波段的共振非彈性光散射測量，科研團隊需要借助具有高光譜分辨率和極低低波數(shù)測量能力的儀器。HORIBA T64000拉曼光譜儀憑借其性能，成為了本研究的關鍵支持設備。該光譜儀不僅幫助科研團隊在極低的能量范圍內捕捉到了引力子激發(fā)的信號，還提供了高精度的光譜數(shù)據(jù)，為實驗的成功提供了有力的技術保障。