利用分子和原子进行双缝实验

美国斯坦福大学的一个研究小组已经开发出一种在分子水平上进行著名的双缝实验的方法，并建议将其用于辅助其他分子实验，相关研究发表在《Science》上。

图1，分子氘D2 的同核性质表明 + 和 - 对齐的散射轨迹是对称的。 请注意顶部面板如何镜像到底部。 因此，从 + at (θ, φ) 散射相当于从 - at (θ, –φ) 散射。

1801年，托马斯·杨进行了所谓的双缝实验。当时，该实验是作为一种手段来证明光是一种波。从那时起，人们发现光当然也表现为粒子，而双缝实验在各种条件下以各种方式进行。其他研究表明，电子、原子和分子表现出相同的行为。

在这项新的研究中，研究人员只使用分子、单原子和激光，将实验提高到了一个新的水平。在最初的双缝实验中，光以轨迹叠加的方式通过两条缝。在这种新方法中，只有一个狭缝，但它是在一个位置的叠加。

该团队的实验涉及在冷却至 –272°C 的腔室中产生一束氘和氦分子。然后，他们使用成对的偏振激光脉冲将氘分子推到某种振动和旋转状态，并以不同的方向相互垂直，这些作为实验的缝隙。研究小组还强迫其他氘分子进入一种状态，在这种状态下，它们被认为是狭缝的两个方向。当氦原子从叠加的分子上散射（沿着相互干扰的不同路径）时，氘可以在某种意义上同时“感觉”到它们。当氦原子与分子碰撞时，氘原子被释放回其原始状态，此时，研究小组对其进行电离和研究。

研究人员建议，除了以新的方式进行双缝实验外，他们的工作还为通过制备新型物质以新的方式研究量子行为奠定了基础。他们的结论是，这项技术也可以用于研究消相干。