1. 获奖成果：分数量子霍尔效应中首次观察到引力子模

根据量子力学的核心概念——波粒二象性，引力子是引力波所对应的自旋2的假想粒子，被视为连接广义相对论与量子力学的关键，对科学发展具有深远意义。近年来，理论物理学家尝试将广义相对论的几何描述方法引入凝聚态物质，推测引力子在分数量子霍尔效应中可能存在着对应的准粒子——手性引力子——一种类引力子。这种准粒子是两维量子度规的涨落，表现为手性自旋2的长波最低能量模式激发，也称为引力子模或引力子激发。但引力子模乃至类引力子以往从未被观察到。

为攻克这一难题，杜灵杰带领团队自主设计、组装了具有世界领先水平的极低温强磁场共振非弹性偏振光散射系统。之后他们利用该设备在砷化镓量子阱两维电子气中开展分数量子霍尔效应的光学实验研究，在国际上首次观察到引力子模，并发现其具有手性。这项工作也是首次探测到类引力子。该实验结果从两维空间角度证实了度规扰动的量子是自旋2的低能激发，这一概念可追溯到1930年代的量子引力理论，但此前从未有实验证据支持。该工作标志着在真实系统中揭示引力子物理的量子规律，让凝聚态物质成为探索宇宙尺度物理的“人造”实验室，提供了探索解决量子引力问题的新思路。该实验也证实了分数量子霍尔效应全新的几何描述，开启了从几何视角研究关联拓扑物态的新方向，有望推动半导体电子系统微观结构探测及拓扑量子计算的发展。该成果同时入选了2024年“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”。

2. 获奖人介绍

杜灵杰，南京大学物理学院教授，博士研究生导师，入选多项国家级人才计划。

研究围绕拓扑关联系统中的新型量子物态，基于I-V族半导体量子阱体系在极低温强磁场下开展光学与输运实验研究，原创代表性成果包括：1.首次观察到引力子模；2.率先揭示激子分数量子霍尔效应的实验证据；3.首度实现半导体二维人工晶格等，相关工作以通讯作者身份在Nature等国际学术期刊发表。研究成果入选2024年“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”等。

杜灵杰曾获第29届中国青年五四奖章，江苏省十大青年科技之星，第19届江苏省青年科技奖等荣誉。