光到底是一種波，還是一種粒子？ 3個世紀以來，科學界一直爭論不休。記者9月4日從中科大獲悉，該校郭光燦院士領導的中科院量子信息重點實驗室李傳鋒研究組，日前在世界上首次制備出光的“波-?！悲B加狀態(tài)，認為光“非波非粒，亦波亦?！薄Ｑ芯砍晒鳛榉饷嫖恼掳l(fā)表在9月份的《自然·光子學》上。
光是每個人見得最多的東西，自古以來就被認為是宇宙最原始的事物之一。然而，光究竟是什么？對這個古老的科學問題，從最初牛頓的粒子說，到惠更斯的波動說，直至愛因斯坦的光量子說，一直眾說紛紜。光學經(jīng)典理論認為，光有時候表現(xiàn)為一種波，有時候表現(xiàn)為一種粒子，這兩種屬性既對立又互補，一個實驗中具體展示哪種屬性取決于實驗裝置，但光的波動性和粒子性不能夠同時展現(xiàn)出來。后來出現(xiàn)一種“隱變量”理論認為，光子是有自由意志的，至于到底表現(xiàn)為粒子性還是波動性，由光子根據(jù)它察覺到的信息決定。
李傳鋒研究組設計出一種量子實驗裝置，可以巧妙地讓測量裝置處于量子疊加態(tài)，這樣就能同時探測出光子的波動性與粒子性。該實驗排除了光子有自由意志的假設，并首次觀測到波與粒子的疊加狀態(tài)，處于這種疊加態(tài)的光子，既不像粒子態(tài)那樣沒有干涉條紋，也不像波那樣表現(xiàn)出正弦形干涉條紋，而是呈現(xiàn)出鋸齒形條紋這樣一種“非波非粒，亦波亦?！钡谋憩F(xiàn)形式。
英國著名量子物理學家阿迪索教授等在同期雜志以《波-粒疊加》為題評述了該成果，稱該實驗在一個實驗裝置中展示出光子可以在波動和粒子兩種行為之間相干地振蕩，挑戰(zhàn)了光學經(jīng)典理論所設定的傳統(tǒng)界限。 《自然·物理》雜志也以《選擇的問題》為題報道了該成果，認為這項成果“重新定義了波粒二象性的概念”。