潘建伟团队用单个原子当“量子狭缝”,验证量子力学里的互补性原理

中国科学技术大学潘建伟院士的团队,成功把爱因斯坦的思想实验给变成了现实。他们用单个铷原子当“量子狭缝”,来验证量子力学里的互补性原理。这次实验的难点在于,怎么把单个原子在真空中给稳定住,并且把它的温度降到接近绝对零度。他们用了光镊技术来抓原子,还用拉曼边带冷却技术把原子的热运动给抑制住。 当光子穿过这个被激光牢牢困住的原子狭缝时,研究人员同时测量了两种情况:一种是看屏幕上有没有干涉条纹,另一种是看原子有没有因为光子撞击而发生反冲。结果发现,当原子的位置被锁定得越准(也就是动量越不确定),干涉条纹就越清晰;反之,当原子的位置允许它动起来(动量越确定),干涉条纹就模糊了。这两种情况就像跷跷板一样此消彼长,这就把玻尔说的互补性原理给验证了。 这个实验不仅帮爱因斯坦的想法找到了现实依据,还证明了在量子力学的框架下,你不可能同时既看到粒子性又看到波动性。潘建伟团队用的这套技术特别牛,比如操控单个原子、制备单光子还有极低温冷却这些手段,都代表了现在量子精密测量领域的最高水平。这次突破也说明重大创新往往是从基础科学问题里挖出来的。中国科学技术大学潘建伟团队这次的成果,是我国科学家在量子科技前沿领域勇攀高峰的又一个标志。