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中国科大实现爱因斯坦-玻尔量子思想实验,验证量子力学基础

时间:2025-12-05 18:49
中国科学技术大学研究团队近日成功实现了1927年爱因斯坦与玻尔在著名物理学争论中提出的“反冲狭缝”量子干涉思想实验。这是国际上首次在实验层面完整还原并验证该设想,标志着对量子力学基础理论的一次重要实

中国科学技术大学研究团队近日成功实现了1927年爱因斯坦与玻尔在著名物理学争论中提出的“反冲狭缝”量子干涉思想实验。这是国际上首次在实验层面完整还原并验证该设想,标志着对量子力学基础理论的一次重要实证推进。

研究团队通过精密操控技术,利用光镊捕获单个锶原子,并将其作为可移动的“狭缝”使用。借助拉曼边带冷却方法,将原子冷却至三维运动的基态,使其动量不确定度降低到接近单光子反冲动量的量级,从而满足实验所需的极端条件。在此基础上,研究人员实现了对原子动量状态的精确调控,并观测到了光子干涉对比度随系统参数连续变化的过程。

实验结果显示,随着光镊势阱深度的增加,原子所受空间束缚增强,依据海森堡不确定性原理,其动量分布随之展宽。当光子穿过并与原子发生相互作用后,原子反冲动量的信息被部分获取,同时影响光子的干涉行为。随着纠缠程度的减弱,干涉条纹的可见度逐步提升,呈现出干涉对比度的渐进式变化。

这一结果清晰地展示了量子系统中波动性与粒子性之间的动态平衡,证实了在海森堡极限下互补性原理的有效性,并揭示了从典型量子行为向经典行为过渡的连续路径。

相关研究成果已于2025年12月3日发表于国际知名物理学期刊物理评论快报,并被选为编辑推荐论文。此次实验并未否定爱因斯坦原始构想的价值,而是依托现代量子控制技术,首次将这一长期停留在理论层面的思想实验转化为可观测、可测量的物理过程。这不仅回应了近一百年前关于量子本质的根本性质疑,也以实证方式支持了玻尔所主张的互补性观点,为量子力学基础理解提供了坚实的新依据。

来源:https://dt.zol.com.cn/1093/10934691.html
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