中科院近代物理研究所與德國馬普核物理所科研人員開展合作研究，利用反應(yīng)顯微成像譜儀，采用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，用移動(dòng)的“狹縫”（H2+）與He原子碰撞，通過記錄氦原子碎片的動(dòng)量分布，研究對(duì)應(yīng)碎片的楊氏雙縫干涉現(xiàn)象，首次實(shí)現(xiàn)了愛因斯坦提出的雙狹縫“理想實(shí)驗(yàn)”。

　　楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)揭示了光子的波粒二象性，是建立量子理論的基石之一，費(fèi)曼稱之蘊(yùn)含量子力學(xué)唯一的秘密。以玻爾為代表的哥本哈根學(xué)派利用不確定原理對(duì)這一現(xiàn)象給出了自洽的解釋，提出我們不能同時(shí)測(cè)到光子的軌跡和相位。但是，愛因斯坦認(rèn)為一個(gè)完備理論必須能夠準(zhǔn)確地描述物理實(shí)在的每個(gè)要素，并提出了一個(gè)“理想實(shí)驗(yàn)”：在電子的楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，通過測(cè)量電子在狹縫上散射后的動(dòng)量，理論上可以推測(cè)出電子的軌跡，這種測(cè)量并不會(huì)破壞粒子的相位——因此我們可以在得到干涉條紋的同時(shí)知道粒子是從哪個(gè)狹縫上穿過的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)之所以被稱為“理想實(shí)驗(yàn)”，是因?yàn)楫?dāng)時(shí)找不到這樣的一對(duì)理想的狹縫，使我們可以測(cè)量電子在狹縫上的反沖動(dòng)量。

　　在氫分子離子解離同時(shí)氦原子電離這一典型的雙電子躍遷碰撞過程中，實(shí)驗(yàn)表明，干涉可以由不同的碰撞機(jī)制產(chǎn)生；根據(jù)碰撞機(jī)制的不同，干涉條紋的式樣以及表征干涉的粒子（電子，反沖，氦原子整體）也不同。如果不區(qū)分這些碰撞機(jī)制，不同機(jī)制產(chǎn)生的干涉條紋相互掩蓋，測(cè)量結(jié)果無干涉特征（圖1第一行，第四行）；如果選擇電子-電子碰撞為主導(dǎo)機(jī)制，干涉條紋主要表現(xiàn)在電子譜與動(dòng)量轉(zhuǎn)移（氦原子）譜中（圖1第二行）；如果選擇電子-原子核碰撞為主導(dǎo)機(jī)制，楊氏雙縫干涉條紋表征在反沖譜與動(dòng)量轉(zhuǎn)移譜中（圖1第三行）。由于在激發(fā)過程中，氫分子離子的宇稱由偶態(tài)躍遷到奇態(tài)，導(dǎo)致觀測(cè)到的干涉條紋與光學(xué)楊氏雙縫條紋具有相反的相位，這一現(xiàn)象在光學(xué)楊氏干涉中不存在。實(shí)驗(yàn)同時(shí)證實(shí)了干涉條紋間距與狹縫間距（分子軸長）之間的關(guān)系（圖2）。當(dāng)分子軸長增大時(shí)，干涉條紋間距變窄；反之，干涉條紋間距增大。這一現(xiàn)象是楊氏雙縫干涉所獨(dú)有的。 

　　此項(xiàng)研究的反應(yīng)過程中，“雙縫”在干涉的過程中的量子態(tài)發(fā)生了躍遷，相應(yīng)的干涉條紋也發(fā)生了躍遷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持Bohr對(duì)于愛因斯坦理想雙縫實(shí)驗(yàn)的解釋。

　　相應(yīng)結(jié)果被推薦為Highlighted articles發(fā)表在Physical Review Letters。