从中国科学技术大学传来重磅消息，该校潘建伟、陆朝阳、陈明城等人领衔的研究团队，借助光镊囚禁的量子基态单原子，在国际上首次完整实现了 1927 年爱因斯坦与玻尔争论中提出的 “反冲狭缝” 量子干涉思想实验。实验成功观测到原子动量可调谐的干涉对比度渐进变化过程，不仅证实了海森堡极限下的互补性原理，还清晰展示了从量子态到经典态的连续转变现象。相关研究成果已于 12 月 3 日正式发表在国际顶尖学术期刊《物理评论快报》上。
回溯量子力学发展历程，第五届索尔维会议上的一场学术争论成为经典。为挑战玻尔提出的互补性原理，爱因斯坦在双缝干涉实验的基础上，设计了一个巧妙的思想实验：让单光子穿过一个可移动的狭缝，他认为单光子会给狭缝施加极其微弱的反冲动量，若能精准测量这一反冲，便能确定光子的传播路径；同时只要狭缝位置控制足够精确，干涉条纹依然可以保留。这一兼具逻辑性与颠覆性的设想，被公认为量子力学领域最深刻的悖论之一。
近百年来，这一思想实验始终停留在理论层面，核心难题在于如何测量微弱的反冲信号 —— 要实现有效测量，狭缝的动量不确定度必须小于光子的冲击动量。但单光子带来的动量反冲极其微弱，远低于宏观物体的动量不确定度，这一技术瓶颈长期阻碍着实验的落地。
在本次研究中，团队成功攻克了这一关键难题，在量子极限条件下打造出最灵敏的 “可移动狭缝”：通过光镊技术囚禁单个铷原子，将其作为实验中的 “可移动狭缝”，并利用拉曼边带冷却技术将原子制备到三维运动基态，使原子的动量不确定度降低至与单光子动量相当的水平。更重要的是，实验可通过灵活调节光镊囚禁势阱的深度，精准改变原子狭缝的动量不确定度，为观测干涉现象的变化提供了可控条件。
实验结果显示，光子发生反冲后，原子动量波函数的重叠度会相应增加，进而导致光子与原子之间的纠缠度下降，最终使光子干涉对比度得到提升。此外，研究团队还发现，实验中观测到的干涉对比度下降现象，部分源于原子加热产生的经典噪声。通过一系列校准手段去除这一噪声影响后，实测数据与原子处于完美基态时的光子干涉对比度理论值高度吻合，验证了实验的准确性与可靠性。
研究人员表示，此次成果具有里程碑意义：在爱因斯坦与玻尔的量子基础争论过去近百年后，团队首次以基态单原子作为对单光子动量敏感的 “可移动狭缝”，不仅在量子极限层面成功实现了爱因斯坦的思想实验，更在过程中发展出高精度单原子操控、单原子 - 单光子纠缠与干涉等尖端量子技术。这些技术突破将为未来构建大规模中性原子阵列、实现压缩态纠错编码，以及深入探索消相干机制和量子到经典过渡等基础物理问题，奠定坚实的技术基础。
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