点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:杜灵杰:首次为引力子“画像”的科学家
首页> 科技频道> 科技人物 > 正文

杜灵杰:首次为引力子“画像”的科学家

来源:新华社2025-05-16 10:55

  新华社南京5月16日电 题:杜灵杰:首次为引力子“画像”的科学家

  新华社记者陈席元

  4月30日,荣获2025年度中国青年五四奖章的南京大学物理学院教授杜灵杰刚从北京回到南京,就一头扎进他在南京大学鼓楼校区唐仲英楼的量子极端测量实验室。去年3月,他和团队在人类历史上第一次为引力子“画像”,那篇发表在国际权威学术期刊《自然》上的论文,就在这里诞生。

  爱因斯坦曾基于广义相对论提出,剧烈的天体活动会带动周围的时空产生波动,也就是引力波。近年来,随着引力波被多座国际大科学装置探测证实,这一概念已为大众熟知。引力子源于广义相对论与量子力学的交叉领域,不少理论物理学者认为,如果引力子确实存在,意味着广义相对论和量子力学能够被统一,人类文明将翻开新的一页。

  杜灵杰研究的,就是凝聚态系统中的“分数量子霍尔引力子”。“我们生活中的固体、液体,都属于凝聚态。理论推测,‘分数量子霍尔液体’这种凝聚态物质中,引力子可能以准粒子的形式涌现。”杜灵杰说,“这种‘分数量子霍尔引力子’表现为集体模式激发,也称为‘引力子模’或引力子激发,就像宁静的湖面上突然激起不可胜数的涟漪。”

  引力波探测器动辄数公里长,研究的是黑洞合并等宏观事件。相比之下,杜灵杰用来寻找“分数量子霍尔引力子”的实验装置只有两层楼高,而且研究的是逼近绝对零度的微观世界,正如古语所言,致广大而尽精微。

  在海外留学期间,杜灵杰的研究方向并不是引力子。2019年上半年,他意外观察到一种全新的光学集体激发。理论物理学界认为,这可能就是他们一直在寻找的“分数量子霍尔引力子”。但测量方案要求,实验温度不能高于零下273.1℃。换言之,仪器设备与绝对零度的温差,必须控制在0.05℃以内。

  彼时,杜灵杰已经确定回母校南大任教,告别国外的合作者,也告别国外完善的实验环境。回国后的杜灵杰,面对的是一张白纸,他必须从零起步,自主搭建实验设备。

  获取实验必需的液氮殊为不易,杜灵杰被迫改变技术路线;南方潮湿的环境会折损激光效果,他和团队只能反复调试……转眼就是三年。

  冲刺的时候到了。“2022年12月17日,我把自己关在房间里,回顾了所有实验数据,当天下午,我找到了那个最有可能是引力子激发的微弱信号。”根据这个信号,杜灵杰和团队最终如愿测量到自旋为2的引力子激发。“大家很兴奋,很快把论文投给了《自然》。”

  面对如此重大的科学发现,审稿专家谨慎地提出,需要更具决定性的实验证据。杜灵杰回忆,2023年7月,在西班牙圣塞巴斯蒂安举行的一场国际会议上,曾有权威物理学者问他:引力子激发的自旋为2,那是不是所有自旋为2的激发,都是这种引力子呢?

  就好比黑夜里的一瞬亮光,凭什么说那有一个人擦亮了火柴,也许是一只萤火虫。

  物理学界的谨慎有其原因,当时国外曝光了多起所谓“科学大发现”,均被迅速证伪。

  夏日的圣塞巴斯蒂安号称拥有“欧洲最美沙滩”,但杜灵杰毫无心情欣赏。“只感觉眼前都是乌云。”他闭关想了很久,“越是重大成果,越要无懈可击,作为科研人员,我们必须正视问题,实事求是,小心求证。”

  但要获得决定性的证据,就得设计新实验,以测得动量更小的激发。

  正当杜灵杰为又要升级设备犯愁时,他忽然发现,与国外同仁的液氮路线相比,回国后自主搭建的设备,恰好规避了液氮的短板,稍加改进就能解决问题。

  “很多看似‘无心插柳’的突破,本质上源于‘从0到1’的原始创新。”他感慨道。

  2024年1月,杜灵杰再度受邀参加低温物理国际会议。这次,他展示了在砷化镓量子阱中观察到的新证据,从自旋、动量、能量三个角度,充分回应了此前的质疑。

  听到台下的掌声,杜灵杰明白,这幅为引力子所作的“画像”,已得到与会专家的普遍认可。这一成果在《自然》发表后,还入选了2024年度“中国科学十大进展”和“两院院士评选2024年中国十大科技进展新闻”。

  目前,在量子极端测量实验室,这支平均年龄只有25岁的青年师生团队正向一种新的量子物态发起攻坚,如果成功,将为实现拓扑量子计算扫除关键障碍。

  回顾自己的科研历程,杜灵杰说:“当初选择出国,就是为了有朝一日回国效力。现在我们应当瞄准最前沿、引领新方向,努力拿出新成果,拓展认知边界、推动学科突破。”

[ 责编:战钊 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 深中通道西人工岛开放观光

  • 科技点亮“敬老月”

独家策划

推荐阅读
记者从在山东东营市召开的2025中日韩澳候鸟保护工作组会议上获悉:我国鸟类保护工作取得显著成效,白鹤、青头潜鸭、黑嘴鸥、中华凤头燕鸥、朱鹮等多个濒危物种种群数量实现稳定增长,2024年、2025年同步监测越冬水鸟数量连创历史调查监测新高。我国连续6年开展“清风行动”,相关违法案件数量和违法犯罪人员数量明显下降,鸟类等野生动植物非法贸易蔓延势头得到有效遏制。
2025-10-24 10:21
光明日报银川10月23日电 记者张文攀从宁夏林业和草原局获悉,多年来,宁夏始终把防沙治沙作为荒漠化防治的重点工作,荒漠化和沙化土地连续25年实现“双缩减”,率先在全国实现了“绿进沙退”的历史性转变。
2025-10-24 09:57
光明日报海口10月23日电 记者王晓樱、通讯员张阳日前从海南大学获悉,该校热带油茶研究团队在海南五指山热带雨林进行油茶种质资源收集时,发现油茶新物种——五指山油茶。研究团队进一步通过形态学比对和叶绿体基因组系统进化分析,确认这次发现的油茶为独立物种。
2025-10-24 09:55
自半导体产业诞生以来,光刻技术始终发挥着关键作用,是推动集成电路芯片制程工艺持续微缩的核心驱动力之一。彭海琳告诉记者,在芯片制造的光刻流程中,“显影”是决定图案成败的核心一步。
2025-10-24 09:54
23日22时30分,我国在文昌航天发射场使用长征五号运载火箭,成功将通信技术试验卫星二十号发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
2025-10-24 09:52
从自动化生产线到智能机器人,从大数据分析到物联网技术,从节能改造到绿色转型……当前,我国制造业进入一个更加高端化、智能化、绿色化的制造新时代。其中,推动制造业高端化、智能化、绿色化,有利于持续增强制造业核心竞争力,推动质量提升和品牌建设,不断引领产业向中高端跃升。
2025-10-24 09:51
工业和信息化部近日印发通知,部署开展城域“毫秒用算”专项行动。
2025-10-23 10:31
近日,以“先进制造”为主题的第138届广交会第一期落下帷幕。截至10月19日,境外采购商线下到会人数超15.79万人,环比增长6.3%。
2025-10-23 10:27
日前,大连理工大学科研团队研发的无人机蒙皮超薄一体化集成射频传感器挂飞成功,这标志着我国曲面天线全3D打印技术向实装应用迈出了重要一步。
2025-10-23 10:26
研究团队首次在原子尺度揭示了冰在二维下独特的“织网式”结晶过程。该成果日前发表于国际学术期刊《自然·通讯》。
2025-10-23 10:24
据农情调度,截至10月21日,全国秋粮收获近八成。
2025-10-23 10:23
科研和产业像“两张皮”,中间缺了能把成果“送上门”的人。
2025-10-22 10:17
由美国斯坦福医学院、英国莫菲尔德眼科医院、德国波恩大学等多家国际科研机构组成的团队,开发出一款视网膜下无线微芯片,成功帮助晚期老年性黄斑变性患者恢复了视力。
2025-10-22 10:15
为深切缅怀杨振宁先生,位于清华大学图书馆老馆219室的杨振宁书屋日前正式开放,与其同步启用的杨振宁档案资料库专题网站也面向全球上线发布。
2025-10-22 10:09
中国科学家研究发现,含利福特尼唑的三联方案,让幽门螺杆菌治疗有望重新回归更简便的三联方案时代,为全球幽门螺杆菌感染者带来了全新的治疗选择。
2025-10-22 10:06
10月21日,在上海淀山湖畔举办的“2025年全国青少年智能无人系统应用大赛”发布获奖名单。
2025-10-22 10:04
10月20日,记者从中国工程物理研究院北京高压科学研究中心了解到,该中心联合广东省科学院组成的研究团队,日前在广东省肇庆市德庆县发现了一处小行星撞击形成的地质遗迹——金林陨石坑。
2025-10-21 09:49
美国西雅图华盛顿大学的Grace Hendricks和同事证明,一种mRNA版本的新冠纳米颗粒疫苗在小鼠体内产生的免疫反应是标准mRNA疫苗的28倍。
2025-10-21 09:42
10月17日,中国科学院国家天文台举办“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”(AIMS)研制总结暨未来科学规划研讨会。”
2025-10-21 09:39
单日就可最多烘干稻谷5000吨。
2025-10-21 09:28
加载更多