IT之家 前天 21:32
新实验终结百年前争论:爱因斯坦错了,光的“波粒二象性”无法被同时观测到
index_new5.html
../../../zaker_core/zaker_tpl_static/wap/tpl_guoji1.html

 

麻省理工学院的物理学家近期进行了一项量子力学实验,该实验基于著名的双缝实验,并利用超冷原子模拟狭缝。实验结果证实了尼尔斯・玻尔的观点,即探测光子的路径信息(粒子性)会消除其波动性的干涉图案,从而无法同时观测到光的波粒二象性。这项研究解决了物理学界近一个世纪的争论,为量子理论奠定了新的实证基础,并恰逢联合国宣布2025年为国际量子科学与技术年,以纪念量子理论诞生100周年。

⚛️ MIT物理学家通过一项创新的双缝实验,利用超冷原子模拟狭缝,解决了物理学界关于光子波粒二象性的长期争论。实验设计了理想化的思想实验,以期同时探测光的粒子性和波动性。

💡 实验结果明确支持了尼尔斯・玻尔的量子理论,即对光子路径信息的探测(粒子性)会干扰甚至消除其干涉图案(波动性),证明了爱因斯坦在1927年提出的可同时观测两种特性的设想是错误的。

🔬 研究团队通过精确测量光子路径信息与干涉图样之间的相互作用,发现收集到的粒子性信息越多,波动性的干涉图样就越不明显,直接印证了量子不确定性原理的应用。

🚀 该实验的成功不仅在学术上具有里程碑意义,也为2025年国际量子科学与技术年的庆祝活动增添了重要内容,纪念量子理论诞生百年之际,进一步推动了量子科学的发展。

IT之家 7 月 31 日消息,美国麻省理工学院(MIT)的物理学家近期进行的一项量子力学实验,解决了长达近一个世纪的物理学界争论,证实了爱因斯坦的观点是错误的。该团队进行了一项理想化的著名双缝实验,确认了光子同时具有粒子性和波动性双重特性,但这两种特性永远无法同时被观测到。

爱因斯坦在 1927 年提出了一个思想实验,他认为光子仅通过双缝中的一个,并会对该缝产生微小作用力(类似鸟飞过拂动树叶),提出可同时探测这种力与干涉图案,从而同时捕捉光的波粒二象性。然而,尼尔斯・玻尔(Niels Bohr)当时利用量子不确定性原理反驳了这一观点,认为探测光子路径会消除干涉图案,这是不可能实现的。此后多项双缝实验版本在不同程度上证实了玻尔的量子理论。

为了将这场历史性的争论搬进实验室,由沃尔夫冈・克特勒(Wolfgang Ketterle)教授带领的 MIT 团队并未采用传统的带物理狭缝的屏幕,而是利用激光束将一万多个超冷原子排列成一个完美的晶格,每个原子充当一个单独的、孤立的狭缝。通过让微弱的光束穿过这些原子,他们能够精确测量光的粒子特性与波动特性之间的相互作用。

他们的研究结果已发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上,明确证实了玻尔的观点是正确的。研究人员发现,他们收集到的关于光子路径的信息(粒子性)越多,其波的干涉图样就越不明显。

克特勒教授表示:“爱因斯坦和玻尔可能从未想过,用单个原子和单个光子进行这样的实验是可能的。我们所做的,就是将一个理想化的思想实验付诸实践。”

IT之家注意到,这一发现正值一个特别的时刻,联合国已宣布 2025 年为国际量子科学与技术年(IYQ),以纪念量子理论诞生 100 周年。

Fish AI Reader

Fish AI Reader

AI辅助创作,多种专业模板,深度分析,高质量内容生成。从观点提取到深度思考,FishAI为您提供全方位的创作支持。新版本引入自定义参数,让您的创作更加个性化和精准。

FishAI

FishAI

鱼阅,AI 时代的下一个智能信息助手,助你摆脱信息焦虑

联系邮箱 441953276@qq.com

相关标签

量子力学 双缝实验 波粒二象性 爱因斯坦 玻尔
相关文章