光本质新诠释：巴西团队提出干涉图样或仅由光子量子态解释

2025年，物理学界出现一项关于光本质的理论，该理论对量子力学中波粒二象性的核心概念提出了挑战。巴西圣卡洛斯联邦大学的Celso J. Villas-Boas及其同事提出了一种新的诠释，旨在仅通过考量光子的不同量子态来解释双缝实验中的干涉图样，从而不再依赖于光具有波动性。

这项研究成果于2025年4月在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上发表，其核心在于一种数学分析，该分析表明干涉现象源于光子处于不与探测器相互作用的“暗态”（dark states），而“亮态”（bright states）则对应于光斑区域。该理论推断，干涉图样完全可以通过仅考虑处于不同量子态的光子来解释，这意味着在干涉的暗纹区域光子依然存在，只是处于一种对特定传感器“不可见”的状态。

Villas-Boas团队引入的“暗态”概念，为破坏性干涉提供了一种替代性解释框架，这在理论上是对现有量子力学诠释的挑战。他们展示了在量子光学中，经典干涉现象可以从光的集体亮态和暗态中涌现出来，这些态是多模光子数态的纠缠叠加。具体而言，在干涉的暗区，光子处于“完美暗态”（PDSs），这些态因与所采用的传感器原子耦合消失而无法被探测到。这种粒子描述方法使得在不诉诸波动性的情况下解释干涉成为可能，并解决了米利肯关于独立辐射模式间干涉的异议，后者通常被视为波的明确标志。

然而，有观点指出，Villas-Boas等人的“暗态”框架可能存在局限，例如在某些替代性实验设置中，如腔量子电动力学中的色散耦合或使用光电倍增管等探测器，可以探测到所谓的“暗态”，这削弱了暗态不可探测的内在原因的断言。尽管如此，该研究强调其模型有助于阐明长期以来关于“路径信息”检测的争论。

与此同时，物理学界对双缝实验的探索也在其他前沿领域展开。2025年，麻省理工学院（MIT）的沃尔夫冈·凯特勒（Wolfgang Ketterle）领导的团队进行了一项高度理想化的实验，该实验利用超冷原子作为量子尺度的狭缝，并证实了光不能同时表现为粒子和波，这强化了尼尔斯·玻尔的观点。凯特勒团队的研究同样发表在《物理评论快报》上，他们使用了超过10,000个超冷原子，并能调节原子的“模糊度”，以观察光从波到粒子的转变，进一步印证了量子力学在精确控制下的有效性。

2025年恰逢联合国宣布的“国际量子科学与技术年”，此时Villas-Boas的粒子唯象诠释，以及凯特勒团队的实验验证，无疑为纪念量子力学问世百年的学科发展注入了新的思辨动力。