南京大学团队确认引力子模源于电子分子几何振荡 《自然物理》在线发表

2025年6月22日，南京大学杜灵杰团队在引力子模研究上取得新进展。研究确认，此前观测到的引力子模源自关联电子中部分子的几何振荡。相关成果同日在线发表于国际学术期刊《自然物理》。

最新确认：引力子模的微观起源

杜灵杰教授向记者介绍，团队通过进一步实验和分析，确认了引力子模的产生机制——它并非来自传统电子集体运动，而是关联电子中部分子发生几何振荡所致。这一发现厘清了该现象的根本物理过程。

“引力子模在凝聚态物质中是一种准粒子模，其发现被列入2024年度中国科学十大进展之一。” —— 南京大学杜灵杰

背景回顾：2024年度十大科学进展

• 引力子模的实验发现是2024年度中国科学十大进展之一。
• 该成果由南京大学杜灵杰团队主导完成。

机制解读：何为“部分子的几何振荡”

“部分子”指构成关联电子的更基本子单元。当这些部分子发生几何振荡——即空间结构上的周期性变形——时，会激发出引力子模。这种振荡区别于传统电子集体频率，属于微观几何层面的动力学行为。

南京大学团队观测高能引力子模 揭示关联电子中部分子结构

南京大学杜灵杰团队近期在凝聚态物理研究中取得新进展，通过自行设计制造的共振非弹性偏振光散射系统，在比绝对零度高约0.05摄氏度、磁场强度为地球平均磁场10万倍以上的极端环境下，观测到一种高能引力子模，并揭示了其与电子内部部分子结构的关联。

实验原理：光子撞击电子模拟粒子对撞

杜灵杰将实验设备比喻为微型粒子对撞机：“大型对撞机用高能电子撞击质子，我们用光子撞击砷化镓量子阱里的电子。”实验中，团队尝试让光子在更强的磁场下撞击一群强关联电子，在能量更高的区域发现了全新的非弹性光散射现象，即高能引力子模。

“这些结果说明，引力子模'源于关联电子中不同部分子'的几何振荡。”——杜灵杰

部分子：费曼提出的亚结构概念

理论物理学家费曼于二十世纪六十年代末，根据电子撞击质子时发生的深度非弹性散射现象，提出质子内部存在部分子。后来有学者将部分子引入分数量子霍尔效应，认为在极低温、强磁场等极端环境下，关联电子会裂解出若干部分子。

杜灵杰团队通过调控实验条件，发现引力子模会随着部分子的变化而变化：例如，一种部分子变为电中性，其对应的引力子模也会消失。这表明两种引力子模与不同部分子的几何振荡直接对应。

研究基础：2024年首次观测引力子模

2024年，该团队曾用同一系统成功观测到凝聚态物质中的引力子模，但当时的产生机理尚未明确。此次新发现的高能引力子模，进一步揭示了关联电子中涌现出的部分子结构。

• 实验温度：仅比绝对零度高约0.05摄氏度
• 磁场强度：地球平均磁场的10万倍以上
• 研究方法：共振非弹性偏振光散射系统
• 研究对象：砷化镓量子阱中的强关联电子