中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、陈明城等人组成的研究团队，近日在量子力学基础研究领域取得历史性突破。他们利用光镊囚禁的量子基态单原子，首次在实验上完整实现了1927年爱因斯坦与玻尔著名争论中提出的“反冲狭缝”思想实验。相关成果12月3日发表于《物理评论快报》。
　　该实验的源头要追溯到1927年的第五届索尔维会议，为挑战玻尔提出的量子“互补性原理”，爱因斯坦设计了一个精妙的思想实验：让单个光子通过一个可移动的狭缝。他认为，光子穿过时会给予狭缝一个极微弱的反冲动量；若能测量这个反冲，便能知晓光子通过了哪条路径（粒子性），而只要狭缝位置足够精确，干涉条纹（波动性）理论上仍可保留。这个实验直指量子力学的核心——微观客体“波粒二象性”的本质，以及我们能否同时获取其完整信息，被视为最深刻的量子悖论之一。然而，由于单光子的反冲效应极其微弱，远超当时的技术测量极限，该实验在近百年里仅停留在思想层面。
　　将思想变为现实的关键，在于创造一个动量不确定性极小的“可移动狭缝”。研究团队另辟蹊径，使用光镊技术囚禁单个铷原子，并将其冷却至三维运动的量子基态，从而制备出世界上“最灵敏的狭缝”——该原子的动量不确定性已降至与单光子动量相当的水平。通过灵活调节光镊的囚禁深度，研究人员能主动控制这个“原子狭缝”的动量状态，为检验爱因斯坦的原始设想创造了条件。
　　研究表明，随着对原子空间限制的增强，其动量不确定性增大，导致光子与原子之间的量子纠缠度降低，光子的干涉对比度反而会提高。这一现象与基于量子力学原理的预测完全吻合，从而在实验上证明了海森堡极限下的互补性原理。这意味着，任何试图获取粒子路径信息的测量，都会不可逆地破坏其波动性产生的干涉现象，爱因斯坦的设想无法在量子世界里同时实现。
　　研究团队通过主动调控实验条件，首次清晰地观察到了系统从纯粹的量子行为到经典行为的连续、渐进的转变过程。这项里程碑式的工作，不仅为长达百年的物理学争论画上了句号，其发展出的超高精度单原子与单光子操控技术，也为未来研制大规模中性原子阵列、探索量子纠错编码等前沿研究奠定了坚实的技术基础。　 

（彪轶辰）