記者日前從中國科學技術大學獲悉,該校高能核物理課題組與美國布魯克海文國家實驗室、山東大學等單位組建聯合研究團隊,在STAR國際合作組中發揮主導作用,首次在高能重離子碰撞過程中實現了費米尺度的單粒子雙縫干涉實驗,并利用該過程的線性偏振特征觀測到極化空間的干涉現象。該研究成果1月4日發表于《科學進展》。
費米是高能物理中常用的長度單位,1費米等于10的負15次方米,一切已知的原子核和大多數基本粒子的大小都具有費米量級。波粒二象性是量子力學的基石原理,也是量子力學“反常識”和“反直覺”的源頭之一。而單粒子的雙縫干涉思想實驗能夠非常直接地從現象上詮釋波粒二象性。近半個世紀以來,實驗學家們相繼以光子、電子、原子、分子和生物大分子作為干涉實體,實現了該思想實驗。那么,對于高能核物理實驗中常見的不穩定粒子是否也能夠作為實體產生雙縫干涉現象?
STAR研究團隊利用甚高能原子核對撞中相干光致產生的一種不穩定粒子作為干涉實體,實現了費米尺度的雙縫干涉實驗,這也是目前世界上尺度最小的雙縫干涉實驗。實驗中產生的一些特定現象,成為詮釋量子糾纏現象的絕佳范本。
據悉,STAR是基于美國布魯克海文國家實驗室相對論重離子對撞機上STAR實驗的大型國際合作組,由來自14個國家71個單位的700多位科研人員組成。中國科大高能核物理課題組是STAR國際合作組的重要研究力量。
作者: 陳婉婉