这个量子谜题曾引发了阿尔伯特·爱因斯坦与尼尔斯·玻尔在1927年的一场著名论战。
科学家们长期以来一直努力探究一个基本问题：光究竟是什么？
它是一种像水面涟漪一样流动的波？还是由在空间中穿梭的微型“彩弹”般的微小粒子组成的？
这个根本性问题正是双缝实验的核心，该实验揭示了光的双重本质。
就在最近，麻省理工学院（MIT）的物理学家们进行了一项精度惊人的原子级实验。
有趣的是，这项实验为量子力学巨擘阿尔伯特·爱因斯坦与尼尔斯·玻尔之间关于光难以捉摸本质的长期争论一锤定音。
研究人员指出：“麻省理工的物理学家证实，就像超人一样，光具有两种不可能同时被看到的身份。”
光的双重本质
展开剩余72%由托马斯·杨在1801年首次演示的双缝实验，已发展成为量子力学的基石。
它著名的展示了光同时表现出波的特性和粒子的行为。
最初，实验显示当光通过两条狭缝时，会产生干涉图案 —— 交替的明暗条纹 —— 这时的行为像波。
然而，如果科学家试图观察光究竟通过了哪条狭缝，干涉图案就会消失，光突然表现得像粒子。
这个令人困惑的现象突显了量子力学的一个核心原理：光同时以粒子和波的形式存在，但你一次只能观察到其中一种特性。
这种看似矛盾的“波粒二象性”曾让早期的量子先驱们困惑不已。
这个量子谜题最终导致了爱因斯坦与玻尔在1927年的一场著名辩论。
爱因斯坦相信自己能够设计出一个实验，可以同时观测到光的粒子路径和波的干涉。
玻尔则运用测不准原理（不确定性原理）争辩道，任何试图测量光子路径的尝试都不可避免地会扰动它，从而破坏干涉图案。
几十年来，众多版本的双缝实验都证实了玻尔的观点。
但如今，由沃尔夫冈·克特勒（Wolfgang Ketterle）教授领导的麻省理工学院物理学家们，完成了迄今为止最“理想化”的版本，将其推向了量子核心。
他们没有使用物理狭缝，而是用单个超冷原子充当“狭缝”。
研究团队将一万多个原子冷却到接近绝对零度，并用激光将它们排列成一个精确的晶体点阵结构。每个原子都有效地成为一个孤立的、完全相同的狭缝。
然后，他们照射一道非常微弱的光束，确保“每个原子最多只散射一个光子”。
科学家们假设，他们这种使用精确排列的单个原子的装置，可以作为一个微型双缝实验。
通过将微弱光束射向这些原子，他们可以研究单个光子如何与两个相邻的原子相互作用，从而揭示光的行为是像波还是像粒子。
克特勒说：“我们所做的可以被视为双缝实验的一个新变体。这些单个原子就像是你能建造出来的最小的狭缝。”
尘埃落定
该团队能够通过调整固定原子的激光束，精确调节这些原子“狭缝”的模糊程度。
这些原子的模糊程度影响了获取光子路径信息的多少。
他们的结果完全符合量子理论，并明确地支持了玻尔的观点。
他们发现了一个清晰的关系：他们确定光子路径（确认其粒子行为）的精度越高，波状干涉图案就消退得越厉害。
研究人员观察到，每当原子被经过的光子轻微推动时，波的干涉图案就会减弱。这证实了获取光子路径信息的行为会自动抹去其波的特性。
这些发现最终证明爱因斯坦在这个特定的量子情境中是错的，再次肯定了量子现实奇特且反直觉的本质。
该研究成果已发表在《物理评论快报》期刊上。
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