极低温强磁场共振非弹性偏振光散射系统—全球首次观察到引力子“投影”

1. 市场应用前景

本成果不仅展示了高端大型科研设备在促进科学发现中的关键角色，对理解全新的关联量子物理以及实现拓扑量子计算机的运行有至关重要的意义。更展示了此类设备的巨大共享潜力，有助于提升国产化替代水平和应用规模，助力早日实现用我国自主的研究平台、仪器设备来解决重大基础研究问题。

2. 痛点问题

全球关于“引力子”的研究，一直是物理学界的终极问题之一；如证实“引力子”的存在，将是颠覆当代物理学乃至整个科学领域的巨大突破。近年来，有理论预言，凝聚态物质中可能存在一种“分数量子霍尔效应引力子”，由于它的行为规律与引力子类似，被形象地称作引力子的“投影”。

3. 解决方案

南京大学杜灵杰教授带领团队自主设计并集成组装了一台基于He3-He4稀释制冷技术的极低温强磁场共振非弹性偏振光散射系统（图1a）。依靠这一利器，团队利用极端条件下的偏振光散射技术在砷化镓半导体量子阱中对分数量子霍尔效应的集体激发进行了测量，世界上首次观察到引力子激发（引力子模）——引力子在凝聚态物质中的新奇准粒子。并从自旋，动量和能量的角度提供了充分的实验证据（图1b），标志着一项重要的科学突破。

图1：（a）极低温强磁场共振非弹性偏振光散射测量平台。（b）引力子激发的手性自旋2特性。（c）引力子激发峰峰宽揭示其长波特性。（d）引力子激发能量符合其能量特性。

图2：极低温强磁场共振非弹性偏振光散射系统