神仙打架被中国科学家终结 底层技术变革已在路上
“神仙打架”落下帷幕。在量子世界里的这场激烈交锋,终于在潘建伟、陆朝阳、陈明城等团队的精湛实验中被解决。来自中国科学技术大学的这些研究先锋,于2025年12月3日在《物理评论快报》上揭开了这场世纪对决的谜底。他们首次实现了爱因斯坦与玻尔近一个世纪前的思想交锋——“反冲狭缝”实验,不仅验证了量子力学最核心的原理之一,也标志着人类对微观世界基本规律的理解迈出了决定性的一步。

这场实验仿佛是一场微观世界的舞蹈,研究团队用单个铷原子作为舞台上的舞者,同时也是舞台的“可移动狭缝”。光子穿过这个狭缝时产生的干涉现象,就像是一场视觉盛宴。通过精密的操控与测量,他们观察到了一种奇特的现象:原子被束缚得越紧,其动量的不确定性越大,光子的干涉条纹反而更加鲜明。这一发现如同揭示了一百年前的哲学辩论中的秘密,印证了海森堡的不确定性原理与玻尔的互补性思想的正确性。
这场物理学界的巅峰对决,听起来像是一场哲学辩论,但它关乎我们如何理解现实本身。对于爱因斯坦与玻尔在索尔维会议上的激烈争论——“光到底是波还是粒子?”、“我们能否同时知道一个粒子走过的路径和它的波动行为?”——如今,这些争论得到了实验性的答案。这场争论的核心是关于两个深刻改变人类认知的量子概念:海森堡的不确定性原理和量子互补性。这两个概念构成了这场实验的理论基础。
爱因斯坦坚信宇宙是确定的,他提出的“反冲狭缝”实验设想,似乎能揭开波与粒子双重特性的共存之谜。玻尔反驳道,根据不确定性原理,我们无法同时获得粒子的位置和动量信息。这场思想实验在理论层面被广泛讨论,但由于技术难度极高,百年来始终未能实现。关键在于如何冷却原子到几乎不动的状态,以探测那极其微弱的扰动。
中国科大团队正是突破了这一技术极限。他们利用光镊技术,将单个铷原子牢牢固定在空间中。接着通过拉曼边带冷却技术,将原子温度降至接近绝对零度。为了稳定光子干涉信号,他们采用了主动反馈锁相技术,确保光路中的抖动被精确控制。这些尖端技术的协同作用,使得百年思想实验首次落地为真实观测。
实验结果完美复现了从量子行为向经典行为的连续过渡过程,证实了不确定性原理正是互补性背后的物理机制。这不仅是一次理论验证的壮举,更是一次工程技术的飞跃。这一成果让中性原子系统成为了可控性最强的量子平台之一,为量子计算、精密测量等领域的发展打开了新的大门。
科学界对此给予了高度评价,论文被《物理评论快报》列为编辑推荐,审稿人更是称其为“对量子力学基础的重大贡献”。它不仅终结了持续百年的思想论战,更将量子理论从哲学思辨推向了工程技术的新纪元。随着中性原子量子处理器的逐步成熟,我们或将见证计算能力的又一次飞跃。而这一切的起点,就是一个被“冻住”的原子和一束轻轻穿过的光子。正如玻尔所说:“如果你没有被量子力学震撼,说明你还没理解它。”今天,我们不仅理解了它,更开始驾驭它,开启全新的科技时代。