400-011-2158
南京大学教授杜灵杰及其团队近日在《自然·物理》期刊上发表了他们的最新研究成果，进一步阐明了凝聚态物质中“引力子模”的起源。该团队此前曾成功观测到这些“引力子模”，并将其列为2024年度“中国科学十大进展”之一。
通过使用自行研发的共振非弹性偏振光散射系统，杜灵杰团队在接近绝对零度（约0.05摄氏度）且高达地磁场10万倍以上的强磁场环境下，首次在凝聚态物质中探测到了“引力子模”。尽管这一发现具有突破性，但其产生机制仍是科学家们关注的焦点。
杜灵杰将他们的实验设备比作一台微型粒子对撞机，与大型对撞机利用高能电子碰撞质子不同，他们的实验是通过光子撞击砷化镓量子阱中的电子。这一方法借鉴了理论物理学家费曼在20世纪60年代末提出的概念，当时他根据质子内部的深度非弹性散射现象，推测存在“部分子”。后来，“部分子”的概念也被引入到分数量子霍尔效应的研究中，用以解释在极低温和强磁场等极端条件下，关联电子可能分裂成若干“部分子”。
在本次新研究中，杜灵杰团队在更强的磁场下，让光子与强关联电子发生碰撞，并在更高的能量区域观察到了一种全新的非弹性光散射现象，从而发现了高能“引力子模”。通过精细调控实验参数，研究人员发现“引力子模”的行为与“部分子”的存在和状态密切相关。例如，当某种“部分子”失去电荷时，与之对应的“引力子模”也会随之消失。
杜灵杰总结道，这些实验证据表明，“引力子模”实际上是源自关联电子内部不同“部分子”所产生的几何振荡。这项研究为理解物质的内在结构和量子现象提供了新的视角，也为未来在凝聚态物理领域探索更多新奇现象奠定了基础，就像在足球世界杯赛场上，每一次精彩的配合都源于球员之间精妙的互动。
