给1927年尼尔斯·玻尔提出的“互补性原理”正名,我国科学家潘建伟和陆朝阳成功完成了这场百年论争的定音之笔。潘建伟院士领衔的中国科学技术大学团队利用先进的“光镊”技术,将铷原子牢牢束缚在超高真空环境中,并通过“拉曼边带冷却”将其温度降至接近绝对零度。他们把宏观狭缝换成了这个几乎静止的单个原子,相当于把碰撞对象从地球变成了篮球,让原本微弱的光子动量传递效应变得可探测。 实验中,研究人员让光子依次穿过这个“单原子狭缝”,同时在后方监测屏上记录干涉图样,并用超精密仪器测量原子因碰撞产生的反冲动量。结果显示,当“放松”对原子的位置束缚时,就能清晰测出反冲以确定光子路径(体现粒子性),但探测屏上的干涉条纹却模糊了(波动性减弱);反之,“收紧”光镊锁定位置时,光子路径信息丢失(粒子性隐匿),干涉条纹却异常清晰(波动性显著)。这一此消彼长的关系以数据表明,波动性与粒子性确实互斥又互补。 阿尔伯特·爱因斯坦曾试图通过思想实验突破这一限制:用微小狭缝让光子通过时产生反冲来同时获知路径和保留干涉条纹。然而因技术极限近一个世纪未能实现。潘建伟团队的成功突破了关键难点——将传统宏观狭缝替换为单个铷原子,从而创造出一个近乎理想的“单原子狭缝”。 这次实验不仅是对量子力学基础理论的实证支持,更是我国科学家在量子科技前沿解决重大历史难题能力的体现。它展示了我国在单量子体系操控与测量方面的国际顶尖水平,是从“思想实验”到“真实实验”的跨越。这项研究深化了人类对量子世界基本规律的理解,为未来量子信息技术奠定了基础。它再次证明了坚持自主创新、勇于挑战最根本科学问题的重要性。科学的灯塔总是在敢于驶向最深未知海域的航程中照亮更广阔的世界。