这证明了在非常小的层面上，事物既可以是粒子，也可以是波。图片来源：Andrey VP/Shutterstock.com
量子力学的一个重要原理已通过爱因斯坦提出的思想实验的变体得到证实，技术进步使之成为可能。研究人员使用单个粒子而不是统计技术来提供量子叠加的证据。
一组科学家完成了双缝实验使用中子，添加自旋测量设备来研究每个中子所走的路径，其严谨程度是前几代物理学家只能想象的。在日记中物理评论研究作者报告了与中子自身分裂一致的结果，其中一部分穿过每个狭缝。
史蒂芬·斯波纳尔博士来自维也纳工业大学原子研究所的研究人员和合著者使用了标准分束器，这样中子就可以沿着两条可能的路径传播。他们仅在一条路径上施加磁场，然后测量对每个中子自旋的影响。
“结果表明，单个粒子经历了其中一个路径中施加的磁场的特定部分，这表明在记录两条路径的干扰之前，该路径中存在一小部分甚至多个粒子，”纸质索赔。 “获得的路径存在[...]不是统计平均值，而是适用于每个单独的中子。”
这项工作证实了物理学家近一个世纪以来的主张，但通过了一种许多人认为不可能的方法。
量子物理课程的介绍通常涉及双缝实验，其中光线照射在载玻片上的两个狭窄间隙上，然后照射到后面的屏幕上。在我们熟悉的世界中，水像这样穿过两个狭缝，当两个波相互作用时会产生干涉图案。与此同时，固体物体，例如棒球，会穿过一个狭缝或另一个狭缝，之后不会互相干扰。
光或亚原子粒子将两者结合起来。 “在经典的双缝实验中，在双缝后面会产生干涉图案，”斯波纳在一份报告中说道。陈述。 “粒子以波的形式同时穿过两个开口，然后两个部分波相互干扰。在某些地方它们相互加强，在其他地方它们相互抵消。”
这证明了在非常小的层面上，事物既可以是粒子，也可以是波。
几十年来，物理学家已经证明了这种效应，将光源发出的光降低到如此低的水平，以至于一次只有一个光子到达载玻片。当这种情况发生时，光子会自我干涉，就像有多个光子一样，一些光子穿过一个狭缝，一些穿过另一个狭缝，证明了它的双重性。光子同时穿过两个狭缝是量子叠加的一个例子，一个物体同时位于两个地方。
然而，正当学生们认为这些量子知识并不像他们被告知的那么难掌握时，他们却遇到了一个难题。测量光子的通过并且叠加将会丢失，（至少如果测量可靠）。观察行为会改变结果。为了避免这种情况并揭示作用中的叠加，有必要对多个光子落在屏幕上的位置进行统计分析。
在这里，研究小组用中子代替了光子。然而他们声称已经测量了中子，但测量结果并未破坏叠加态。作者的先进设备能够确定每个中子的自旋被磁场改变了多少，而不会扭曲结果。
“当测量单个粒子时，我们的实验表明它必须同时采取两条路径，并明确量化各自的比例，”斯波纳说。如果该实验得到证实，将结束在不诉诸叠加的情况下解释先前双缝实验结果的尝试。
