在一维体系中，电子-电子相互作用与电子-声子相互作用已被广泛研究，并可通过Luttinger液体理论、Peierls畸变及电荷密度波理论进行有效描述。然而，声子-声子间的强相互作用及其耦合杂化现象，在一维凝聚态体系中仍缺乏系统性研究，尚未形成明确的理论框架。

本研究首次报道了一维凝聚态物质中声子-声子之间的强耦合现象。通过结合多种光谱学、显微学表征手段及密度泛函理论（DFT）计算，我们在公度和非公度的一维范德瓦尔斯晶体——双壁碳纳米管（DWNTs）中，观测到由内、外层碳纳米管声子强烈耦合杂化产生的新型声子模式。该模式源于内、外层纳米管的两个横向声学模式（ZA模式）在能量和动量空间的近简并耦合，导致不同壳层的声子波函数发生显著杂化，形成一种独特的晶格振动模式，其特性与所有已知一维体系声子模式均不相同。实验进一步发现，展现强烈声子耦合杂化效应的DWNTs均具有微小手性角扭曲（类似小转角双层石墨），内、外直径比接近3/5，且新声子模式的频率随直径增大而降低，这些结果均有力支持了我们提出的声子耦合机制。

这一新型杂化声子模式的发现，为低维体系中声子相互作用的研究提供了可定制的实验平台。它不仅深化了我们对纳米管体系晶格振动的理解，更为声子杂化领域（在纳米材料、量子技术和功能材料设计中具有重要应用前景）开辟了新的研究方向。该发现对热学、电学及振动特性可调的材料设计具有广泛意义，甚至可能重塑人们对低维材料中声子行为的传统认知。

相关成果以“Strongly hybridized phonons in one-dimensional van der Waals crystals”为题发表于《Physical Review Letters》。论文的第一单位为浙江大学物理学院、浙江省微纳量子芯片与量子调控重点实验室、硅及先进半导体材料全国重点实验室，并与日本国立材料研究所（NIMS）合作完成。浙江大学物理学院博士生孙少奇为第一作者，NIMS的Toshikaze Kariyado教授、Ryo Kitaura教授及浙江大学物理学院赵思瀚研究员为共同通讯作者。研究得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目等支持。

论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.134.176101