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我科學(xué)家首次觀察到引力子“投影”
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(lèi)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。
《 人民日?qǐng)?bào) 》( 2024年04月02日 11 版)
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