中國科學(xué)家證明愛因斯坦這次錯了量子實(shí)驗(yàn)定乾坤

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2025-12-10 14:55:05 徐德文科學(xué)頻道

中國科學(xué)家證明愛因斯坦這次錯了！中國科學(xué)家通過一顆被激光“捏”住的原子，為一場持續(xù)了98年的物理學(xué)爭論畫上了句號。2025年12月2日，《物理評論快報》刊登了來自中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽團(tuán)隊(duì)的研究成果，他們在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完美復(fù)現(xiàn)了愛因斯坦當(dāng)年用來質(zhì)疑量子力學(xué)的“終極思想實(shí)驗(yàn)”。

中國科學(xué)家證明愛因斯坦這次錯了

這次實(shí)驗(yàn)首次在原子層面揭示了量子世界的奧秘。時間回到1927年，在布魯塞爾舉行的第五屆索爾維會議上，愛因斯坦對剛剛誕生的量子力學(xué)表示不滿，他提出了著名的“反沖雙縫實(shí)驗(yàn)”，試圖證明量子力學(xué)是不完備的。愛因斯坦設(shè)想，如果讓雙縫中的一條縫動起來，當(dāng)光子穿過時，根據(jù)動量守恒，狹縫會受到一個極其微小的反沖力。這樣就能同時知道光子穿過了哪條縫（粒子性）并看到干涉條紋（波動性），從而打破玻爾的互補(bǔ)原理。

中國科學(xué)家證明愛因斯坦這次錯了量子實(shí)驗(yàn)定乾坤

當(dāng)時，玻爾利用海森堡的測不準(zhǔn)原理勉強(qiáng)回應(yīng)了愛因斯坦的質(zhì)疑。然而，這個理論爭論在過去的98年里一直停留在紙面上。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)這一實(shí)驗(yàn)需要一個足夠輕且能保持純凈量子狀態(tài)的狹縫，而宏觀物體無法滿足這些條件。

中國科學(xué)家證明愛因斯坦這次錯了量子實(shí)驗(yàn)定乾坤

中科大潘建偉團(tuán)隊(duì)想到了一個巧妙的方法：用單個銣原子充當(dāng)狹縫。他們使用光鑷技術(shù)夾住一個銣原子，并通過三維拉曼邊帶冷卻技術(shù)將其冷卻到運(yùn)動基態(tài)。在這個精密的實(shí)驗(yàn)中，原子既是“狹縫”。光子撞擊原子時會發(fā)生散射。如果光鑷抓得很緊，原子的位置固定但動量不確定，干涉條紋清晰可見；如果稍微放松光鑷，原子的動量變得精確，可以探測到反沖，干涉條紋消失。

中國科學(xué)家證明愛因斯坦這次錯了量子實(shí)驗(yàn)定乾坤

實(shí)驗(yàn)結(jié)果與玻爾的預(yù)言完全吻合?？茖W(xué)家們還發(fā)現(xiàn)可以通過調(diào)節(jié)光鑷的力度來控制路徑信息的多少，這揭示了宇宙在微觀層面上不僅擲骰子，還嚴(yán)格遵守一套“信息守恒定律”。此外，實(shí)驗(yàn)排除了經(jīng)典噪聲的干擾，證明干涉條紋消失的原因是量子糾纏。

中國科學(xué)家證明愛因斯坦這次錯了量子實(shí)驗(yàn)定乾坤

這項(xiàng)研究不僅是對愛因斯坦質(zhì)疑的回應(yīng)，也推動了量子計算和量子精密測量技術(shù)的發(fā)展。盡管愛因斯坦在辯論中輸了，但他逼迫量子力學(xué)從哲學(xué)思辨走向精密實(shí)驗(yàn)，為人類科技的進(jìn)步奠定了基礎(chǔ)。

(責(zé)任編輯：0882)

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