物理界最近有了一個重大突破，來自南京大學(xué)物理學(xué)院的杜靈杰教授和他的團隊在量子物理研究領(lǐng)域取得了重要進展。

　　他們用一種叫做偏振光散射技術(shù)的手段，在特殊的砷化鎵量子阱環(huán)境下，成功測量了分數(shù)量子霍爾效應(yīng)的集體激發(fā)，并首次在世界上觀察到了引力子的激發(fā)——一種在凝聚態(tài)物質(zhì)中的新型準粒子。這項成果的重要性和影響力，讓他們的論文“Evidence for chiral graviton modes in fractional quantum Hall liquids”成功發(fā)表在國際頂級學(xué)術(shù)期刊Nature上，時間定格在2024年3月28日。

　　我們都知道，全球范圍內(nèi)的引力子研究，一直是物理學(xué)界關(guān)注的焦點，也是現(xiàn)代物理學(xué)的終極問題之一。如果能夠證實引力子的存在，這將是一個顛覆當代物理學(xué)乃至整個科學(xué)領(lǐng)域的巨大突破。而南京大學(xué)這項研究，首次觀察到的引力子模，就是引力子在凝聚態(tài)系統(tǒng)中的體現(xiàn)，這一發(fā)現(xiàn)對于理解全新的關(guān)聯(lián)量子物理，以及實現(xiàn)拓撲量子計算機的運行，具有至關(guān)重要的意義。

　　我們再來回顧一下廣義相對論，它告訴我們，引力其實是一種幾何效應(yīng)。廣義相對論的愛因斯坦場方程，能夠解釋宇宙中絕大多數(shù)的宏觀現(xiàn)象，也預(yù)言了引力波的存在，并最終被實驗證實。但是，廣義相對論卻很難像量子力學(xué)那樣描述微觀世界。早在廣義相對論剛剛提出的時候，愛因斯坦就希望能夠?qū)V義相對論和量子力學(xué)統(tǒng)一起來，這就引發(fā)了量子引力的研究。

　　1939年，F(xiàn)ierz和Pauli提出了早期的量子引力理論，即Fierz-Pauli場方程，預(yù)言了引力子是一種自旋2的粒子，后來在11維超膜理論(M理論)中，引力子也占據(jù)了核心地位。引力子分為有質(zhì)量和無質(zhì)量兩種，而有質(zhì)量的引力子被認為與暗物質(zhì)有關(guān)。因此，引力子的研究，無疑是物理學(xué)的終極問題之一，也是實現(xiàn)大統(tǒng)一理論的關(guān)鍵一步。實際上，天文學(xué)界一直在尋找引力子的實驗證據(jù)，如果能夠找到，那將是一個改變物理學(xué)乃至整個科學(xué)領(lǐng)域的巨大突破。