3月27日，國家自然科學基金委員會發布2024年度“中國科學十大進展”，南京大學兩項成果入選！南京大學物理學院杜靈杰教授團隊以“凝聚態物質中引力子模的實驗發現”成果、南京大學天文與空間科學學院王濤教授團隊以“發現超大質量黑洞影響宿主星系形成演化的重要證據”成果入選2024年度“中國科學十大進展”。

“中國科學十大進展”遴選活動由國家自然科學基金委員會主辦，包括440余位兩院院士在內的2700多名專家學者，對進入候選名單的700余項基礎研究成果進行兩輪評審投票，最終確定十項重大科學成果。今年是“中國十大科學進展”的第20次發布。

凝聚態物質中引力子模的實驗發現

成果簡介

根據波粒二象性，引力子被視為引力波所對應的自旋2的假想粒子，是連接廣義相對論與量子力學的關鍵。理論推測分數量子霍爾效應中或涌現出類引力子，這種凝聚態準粒子是自旋2的低能模式激發(稱為引力子模或引力子激發)，但一直未觀測到。

南京大學杜靈杰等自主設計、組裝了極低溫強磁場共振非彈性偏振光散射系統，基于砷化鎵量子阱，在分數量子霍爾效應中首次觀察到引力子模。這種類引力子的實驗發現從二維空間角度揭示度規擾動的量子是自旋2的低能激發，為在凝聚態物質中研究量子引力問題提供了新思路，也有助于理解引力子物理的量子規律。該成果證實了分數量子霍爾效應新的幾何描述，有望推動半導體電子系統微觀結構探測及拓撲量子計算發展。

杜靈杰個人簡介

杜靈杰，南京大學物理學院教授、博士生導師。 本科和碩士畢業于南京大學匡亞明學院和物理學院，在美國萊斯大學獲得博士學位，2019年歸國就職于南京大學物理學院、固體微結構物理國家重點實驗室和江蘇省物理科學研究中心，研究方向為三五族半導體中新奇量子物態的極端條件輸運和光學研究。 杜靈杰取得了若干國際開創性成果，包括： （1）基于分數量子霍爾效應首次觀察到引力子模，（2）首次觀察到玻色子分數量子霍爾效應。 他領銜研究的成果入選“兩院院士評選2024年中國十大科技進展新聞”、2024年“南京市十大科技成果”、江蘇省自然科學基金攀登項目（2024年）等。 他榮獲2024年南京大學“先進工作者”等。

發現超大質量黑洞影響宿主星系形成演化的重要證據

成果簡介

星系是構成宇宙的基本單位，探索星系中恒星形成的觸發和停止機制是星系宇宙學的核心任務之一。理論推測星系中心的超大質量黑洞生長過程中釋放的能量是影響星系從“生”（恒星形成星系）到“死”（寧靜星系）轉變的重要機制，但長期缺乏觀測支持。

南京大學王濤等發現星系中心黑洞的質量是調制星系中冷氣體含量的最關鍵物理量：黑洞質量越高的星系其冷氣體含量越低。該研究揭示了中心黑洞主要通過限制冷氣體這一恒星形成的原料來調控星系演化，解釋了寧靜星系普遍含有一個較大質量的中心黑洞的原因，向著最終揭開星系生死之謎邁出了關鍵一步。

王濤個人簡介

王濤，南京大學天文與空間科學學院教授。2012年于南京大學獲得天體物理博士學位，曾先后在哈佛大學，巴黎薩克雷大學和東京大學學習和工作。2021年入職南京大學。主要從事星系、星系團以及大尺度結構的形成演化的研究。主要學術成果包括發現宇宙早期大質量、光學暗星系的普遍存在，發現迄今已知距離最遠的，處于一類關鍵演化階段的X射線星系團；發現超大質量黑洞是影響星系冷氣體含量的最重要物理量，為中心黑洞反饋影響宿主星系形成演化提供了重要證據。

2024年度“中國科學十大進展”全名單

編輯、審核：大可

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