據《科技日報》3月28日報道，南京大學物理學院杜靈傑教授領銜的國際科研團隊近日在凝聚態物理方面取得突破性成果，他們利用極端條件下的偏振光散射技術，在砷化镓量子阱中成功觀測到分數量子霍爾效應的集體激發現象，就是所謂的“引力子激發”，即引力子在凝聚態物質中的“投影”。

這是一次重大發現，首次在實驗上發現具有引力子特征的准粒子，有專家認爲這在實驗上證實了引力子在凝聚態物質中的存在，不只是凝聚態物理學的一次進步，也是廣義相對論和量子力學方面的一次開拓性的研究。相關研究成果已發表在國際頂級學術期刊《自然》上，並受到國內外物理學界和科技界的廣泛關注。

分數量子霍爾效應是凝聚態物理領域的前沿課題，其發現與理論解釋曾榮獲1998年諾貝爾物理學獎。此次我國科學家主導的研究項目在分數量子霍爾液體中觀測到引力子模，不僅爲這一效應提供了全新的視角，也爲未來拓撲量子計算技術的發展奠定了堅實的基礎。

物理學認爲引力子和引力波對應，而後者早已被實驗所證實，而引力子尚未被直接觀察到。“引力子是廣義相對論與量子力學理論相結合的産物，如果能證實這種神秘粒子存在，可能有助于實現兩大理論的統一，這對當代物理學而言意義重大。”

要追求這一物理學目標的實現，研究團隊精心設計並組裝了一台兩層樓高的極低溫強磁場共振非彈性偏振光散射系統。這台特殊的“望遠鏡”能夠在接近絕對零度的極低溫度（零下273.1攝氏度）下，捕捉到頻率低至10G赫茲的微弱激發現象，並精確判斷其自旋狀態。

正是借助這一尖端技術，團隊成功地在砷化镓半導體量子阱中捕捉到了分數量子霍爾效應引力子的蹤迹。

杜靈傑教授表示，團隊通過改變入射和散射光的自旋狀態，觀察到了該激發具有自旋2的特性，這爲引力子激發提供了直接的實驗證據。自旋2的特性是引力子激發的重要標識，也被有些物理學家認爲是驗證其存在性的關鍵。

引力子作爲描述引力相互作用的假想粒子，一直是物理學界探索的重要對象。此次實驗結果爲探索引力的微觀機制提供了新的線索。

此外，引力子激發在凝聚態物質中的發現，也爲研究新型材料和器件提供了新的思路和方向，因爲這有助于理解量子信息的存儲和傳輸機制，進而推動量子計算的實用化進程。

還有學者認爲，引力子激發的研究還可能爲精密測量和傳感器技術的發展提供新的技術手段，也可以爲未來的宇宙航行提供新的更快的方法。

消息來源：光明網3月28日報道《中國科學家在全球首次觀察到引力子的“投影》

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