http://www.physorg.com/news/2011-06-quantum-physics-photons-two-slit-interferometer.html
June 2, 2011
量子力學因這句話而聞名：「當森林中有棵樹倒下時，如果無人聽聞，並不會發出聲音」。量子力學也說，如果任何人傾聽，那會干擾並改變這棵樹。還有這個著名的謬論：如果我們無法在不使其失真的情況下進行測量，那我們如何能得知真相（reality）？
一個跨國團隊（由 Toronto 大學量子資訊與量子控制中心的物理學家 Aephraim Steinberg 所領導）已發現一種方法，只要將某種現代測量技術應用到歷史上重要的雙狹縫干涉儀實驗（那將一到光束照向雙狹縫，導致後面的螢幕上出現干涉圖案）就能夠辦到。
那個著名的實驗，以及 1927 年波耳（Neils Bohr）與愛因斯坦所打的賭，似乎確立，你無法在不摧毀干涉效應的情況下，觀察一個粒子通過其中一個狹縫：你得選擇看哪種現象。
"過去百年來，量子測量已成為量子力學房間中的哲學大象（philosophical elephant），" Steinberg 說，《Observing the Average Trajectories of Single Photons in a Two-Slit Interferometer》一文的第一作者，那將於 6/2 發表在 Science 上。
"然而，在過去 10 到 15 年間，技術已達到某種程度，在此真的能針對獨立量子系統進行詳盡的實驗，同時具有像量子加密與運算這樣的潛在應用。"
透過這項新實驗，研究者在試驗性地重建（光子）完整軌跡上首度獲致成功，那描述光粒子如何移動通過二個狹縫並形成干涉圖案。他們的技術建立在弱測量（weak measurement，弱量度，那由 Tel Aviv 大學的 Yakir Aharonov 小組所發展）的新理論上。Griffith 大學的 Howard Wiseman 提出，有可能測得移動中光子的方向，那受到光子在哪被發現的制約。藉由結合許多不同點上關於光子方向的資訊，你將能夠建構出整個流動模式（flow pattern），換句話說，它照到螢幕的軌跡。
"在我們的實驗中，一個由 Colorado 州的 NIST 所開發的新單光子（single-photon）源用來將光子一個個送入建構在 Toronto 的干涉儀內。我們接著使用一個石英方解石（quartz calcite，端看光所行進的方向，那對光有某種效應）把方向當成位置的函數來測量。我們所測得的軌跡是連續的，一如 Wiseman 的預測，對於量子力學有著實際但非傳統的詮釋，不同於那些有影響力的思想家，例如 David Bohm 與 Louis de Broglie，" Steinberg 說。
原本的雙狹縫實驗在量子力學發展之初扮演著重要的角色，直接導致 Bohr 互補原理（principle of complementarity）公式產生。互補性提到，在雙狹縫實驗中，觀察到的是粒子或波一般的行為，端看所進行的測量類型為何：系統無法同時表現的像粒子與波。Steinberg 最近的實驗指出，事情並非如此：系統可以同時表現二者。
"藉由將某種現代測量技術應用到歷史上著名的雙狹縫實驗，我們能夠觀察平均粒子軌跡正經歷波一般的干涉，那是首度看到這種情況。此結果對於持續爭辯中的各種量子理論詮釋應有所貢獻，" Steinberg 說。"那證明，在量子力學中被忽視已久的、關於不同種類之測量可能的問題，最終都能在實驗室中被解決，而我們在研究中所用的那種弱測量，也許證明在研究各種新現象上都至關緊要。"
"對於能夠看見，在某種意義上，當一個光子通過干涉儀時它發生了什麼事，我們大部分的人都只感到興奮，所有教科書與教授不斷告訴我們，那是不可能會發生的事。"
※ 相關報導：
＊ Observing the Average Trajectories of Single Photons in a Two-Slit Interferometer
http://www.sciencemag.org/content/332/6034/1170
Sacha Kocsis, Boris Braverman, Sylvain Ravets,＊ 全世界最小的雙狹縫實驗
Martin J. Stevens, Richard P. Mirin, L. Krister Shalm, and
Aephraim M. Steinberg
Science 3 June 2011: Vol. 332 no. 6034 pp. 1170-1173
doi: 10.1126/science.1202218
＊ 單一粒子的非定域性在無異議下被論證
＊ 結合量子位元：光頻梳能使量子位元易於控制
＊ 物理學家描述如何製造逆時光脈衝
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