研究人員在量子材料中發(fā)現(xiàn)了類引力子粒子的第一個實驗證據(jù)

來自哥倫比亞大學(xué)、南京大學(xué)、普林斯頓大學(xué)和蒙斯特大學(xué)的科學(xué)家團隊在《自然》雜志上發(fā)表文章，提出了半導(dǎo)體材料中自旋集體激發(fā)的第一個實驗證據(jù)，稱為手性引力子模式(CGM)。

CGM 似乎類似于引力子，引力子是一種尚未發(fā)現(xiàn)的基本粒子，在高能量子物理學(xué)中更為人所知，因為它假設(shè)產(chǎn)生了引力，這是宇宙中的基本力之一，其最終原因仍然是個謎。

在實驗室中研究類引力子粒子的能力可以幫助填補量子力學(xué)和愛因斯坦相對論之間的關(guān)鍵差距，解決物理學(xué)中的一個重大難題并擴大我們對宇宙的理解。

前哥倫比亞大學(xué)博士后、該論文的資深作者杜凌杰說：“我們的實驗標(biāo)志著自 20 世紀(jì) 30 年代以來量子引力領(lǐng)域的開創(chuàng)性工作在凝聚態(tài)物質(zhì)系統(tǒng)中首次對引力子概念進行了實驗證實。”

研究小組在一種稱為分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)(FQHE)液體的凝聚態(tài)物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)了這種粒子。 FQHE 液體是一個強相互作用電子系統(tǒng)，在高磁場和低溫下以二維方式發(fā)生。從理論上講，它們可以使用量子幾何來描述，這是一種新興的數(shù)學(xué)概念，適用于量子力學(xué)影響物理現(xiàn)象的微小物理距離。

FQHE 中的電子受到所謂的量子度量的影響，預(yù)計該量子度量會響應(yīng)光而產(chǎn)生 CGM。然而，自從首次提出 FQHE 的量子度量理論以來的十年里，測試其預(yù)測的實驗技術(shù)有限。

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