南京大学杜灵杰教授领衔国际团队寻找分数量子霍尔效应引力子
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科技日报南京3月28日电（记者金峰）记者28日从南京大学获悉，该校物理学院杜凌杰教授领衔的国际团队利用极端条件下的偏振光散射技术进行探测砷化镓量子阱。 测量了分数量子霍尔效应的集体激发，并在世界上首次观察到了凝聚态中的新型准粒子引力子的激发。 相关研究成果3月28日在线发表在《自然》杂志上。
引力子的研究一直是物理学研究的终极问题之一。 近年来，一些理论物理学家提出，引力子激发可能存在于分数量子霍尔效应中，也称为分数量子霍尔效应引力子。
“引力子激发是凝聚态物质中的一种准粒子或集体激发现象。它具有引力子特性，但它不是真正的粒子。” 杜灵杰告诉科技日报记者，引力子激发是分数量子霍尔效应几何理论的重要结论，对凝聚态物理研究具有重要意义。 但遗憾的是，分数量子霍尔效应引力子就像一个谜，人们之前一直没有发现它。
2019年，杜灵杰团队在分数量子霍尔效应中发现了新的集体激发。 这一结果立即被理论物理学家认为是分数量子霍尔效应引力子，并提出了探测引力子的关键。 自旋测量方案。
寻找分数量子霍尔效应引力子成为杜灵杰团队的新目标。 他们在南京大学花了三年多的时间独立设计和组装了极低温强磁场共振非弹性偏振光散射系统。 该系统就像一个特殊的“望远镜”，有两层楼高。 它可以在-273.1摄氏度下捕获低至10G Hz的微弱激发现象并确定其自旋。
“依靠这个强大的工具，我们成功地在砷化镓半导体量子阱中观测到分数量子霍尔效应引力子。团队通过共振非弹性光散射测量了最低能量的长波集体激发，并改变了入射光和散射光之间的关系。 ，观察到激发具有自旋2的特征。" 杜灵杰表示，这些结果充分从自旋、动量和能量的角度为引力子激发提供了实验证据。 这些发现是自引力子概念提出以来，首次通过实验发现具有引力子特性的准粒子。 实验结果为凝聚态体系中量子引力相关物理研究开辟了新视野，为拓扑量子计算中分数态波函数的验证奠定了实验基础，为几何实验研究开辟了新方向拓扑相关物质态的影响。
