麻省理工学院(MIT)的物理学家进行了一项突破性实验,进一步证实了光的双重性质。该研究于2025年7月28日发表在《物理评论快报》上,为阿尔伯特·爱因斯坦和尼尔斯·玻尔之间长达一个世纪的争论提供了新的视角。
光的波粒二象性是指光既可以表现出波动性,又可以表现出粒子性,这取决于实验条件。研究人员进行了一项先进的双缝实验,使用冷却到接近绝对零度的单个原子。这使得他们能够观察到单个光子与这些原子相互作用的行为,这些原子充当“狭缝”。
实验证实,光的波动性和粒子性不能同时被观察到,这支持了量子力学。双缝实验最初由托马斯·杨于1801年进行,以简单的方式揭示了一个令人费解的现实:光同时以粒子和波的形式存在。
这项研究不仅验证了量子理论,也为未来探索光和物质的基本性质打开了大门。该研究的发现有可能影响量子技术的未来发展,为该领域提供新的探索途径。2025年是国际量子年,这项研究为玻尔的量子理论投下了决胜一票。
光的波粒二象性理论为物理学界的发展做出了很大的贡献,不仅解释了光的本质,而且在此过程中对光的参数进行测量,使人们对光有了更为具体的认识,同时也为量子力学的发展奠定了基础。1927年,爱因斯坦提出,一个光子应该只穿过两条狭缝中的一条,并在此过程中对该狭缝产生一个微弱的作用力。通过将原子制备到不同量子态,他们可精确控制原子对光子路径信息的获取量。结果再次验证量子理论:获取的路径信息越多(粒子性越明显),干涉条纹的可见度就越低。只要原子被经过的光子“轻轻碰了一下”,波的干涉就立即减弱。