近百年悬案终得破解！中国科学技术大学单原子实验为爱因斯坦与玻尔的世纪之争画上句号

12月5日，中国科学技术大学发布消息称，该校研究团队首次完成了1927年爱因斯坦与玻尔争论时所提出的“反冲狭缝”量子干涉思想实验。

这次实验中，研究人员观测到原子动量可调谐的干涉对比度呈现出渐进变化的过程，这一结果不仅证实了海森堡极限条件下的互补性原理，还清晰展示了从量子领域到经典领域的连续转变过程。

相关成果以编辑推荐的形式2025年12月3日发表于国际期刊《物理评论快报》。

1927年第五届索尔维会议合影和爱因斯坦波尔争论中提出来的思想实验

1927年的索尔维会议上，为了对玻尔所提出的“互补性原理”——即量子物体的波动性与粒子性不能同时被观测这一观点发起挑战，爱因斯坦构思出了“反冲狭缝”这一思想实验。

爱因斯坦提出，当单光子穿过可移动的狭缝时，会向狭缝传递微弱的反冲动量。倘若能够对这一反冲进行测量（以此获取粒子性相关信息），同时又能保留干涉条纹（实现对波动性的观测），那么就可以证明“波粒二象性能够被同时观测到”，进而对互补性原理加以否定。

而玻尔则坚持，测量反冲会引入动量扰动，导致干涉条纹消失，二者无法共存。

这一思想实验直接叩问“是否能够同时获取波与粒子的完整信息”，被看作是量子力学中最为深刻的悖论之一。

因为单光子的反冲动量极其微弱，而宏观狭缝的动量不确定度又远远超过了这个数值，所以爱因斯坦提出的这一思想实验在近百年的时间里都没能得到实际验证。

单光子单原子量子干涉仪实现爱因斯坦思想实验

中国科学技术大学的研究团队采用光镊来囚禁单个铷原子，并将其作为“可移动狭缝”使用。他们借助拉曼边带冷却技术，把原子制备到三维运动基态，从而让原子的动量不确定度降低到与单光子动量相近的程度。

实验结果显示，当光镊阱深加大时，原子所受的空间约束会更为显著。依据海森堡不确定性原理，原子基态动量波函数会随之变宽。因此，在光子反冲发生后，原子动量波函数的重叠程度会有所提升，这会造成光子与原子之间的纠缠度下降，进而让光子的干涉对比度得到提高。

通过势阱深度可调的基态单原子实现爱因斯坦思想实验的对比度渐变数据

这项实验并非要否定爱因斯坦思想实验的价值，而是借助技术上的突破，对这一经典悖论开展了实测验证，以实证的方式为这场持续百年的争论画上了句号，同时也证明了量子力学互补性原理具有普适性。