中国科大实现爱因斯坦-玻尔量子思想实验

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，利用光镊捕获单个铷原子，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。