阿弗沙尔实验

阿弗沙尔实验(Afshar experiment)是一项光学实验，可能可以挑战量子力学中的互补原理(principle of complementarity)，虽然当前仍未有物理学方面的共识。此实验是首先由伊朗科学家沙赫里亚尔·阿弗沙尔(Shahriar Afshar)于2001年设计与执行，其结果看起来与量子力学的标准预测相一致；不过据称其违背了(Englert-Greenberger)恩格勒特格林伯格二元性关系。

概述Afshar的实验使用Thomas Young经典的双缝实验的变体创建干涉图案来调查互补性。这种干涉仪实验通常具有两个“手臂”或光子可能采取的路径。一种阿夫沙尔的断言的是，在他的实验，有可能来检查干涉条纹一个的光子流（的光子的波的性质的测量），而在同一时间观察的每个光子的路径（的测量光子的粒子性质）。

历史Shahriar S. Afshar的实验工作最初是在2001年在波士顿的辐射诱导群众研究学院（IRIMS）完成的，后来在2003年在哈佛大学复制，当时他还是一名研究学者。结果于2004年3月在哈佛研讨会上发表并以国际光学工程学会（SPIE）的会议程序发布。该实验在2004年7月24日的新科学家版中作为封面故事。的新科学家专栏文章本身产生了许多回应，包括2004年8月7日和8月14日出版的各种致编辑的信件，反驳了Afshar和John G. Cramer的回应所得出的结论。Afshar于2005年3月底在洛杉矶举行的美国物理学会会议上介绍了他的工作。他的同行评议论文于2007年1月发表在物理学基础。

Afshar声称他的实验使互补原理无效，并且对量子力学的理解具有深远影响，挑战了哥本哈根的解释。根据Cramer的说法，Afshar的研究结果支持Cramer自己对量子力学的事务解释，并挑战了量子力学的许多世界的解释。这一说法尚未在同行评议的期刊上发表。

实验设置实验使用类似于双缝实验的设置1。在Afshar的变体中，激光产生的光线穿过两个间隔很近的圆形针孔（不是狭缝）。双针孔后，镜头重新聚焦光线，使每个针孔的图像落在单独的光子探测器上（图1）。穿过第一个针孔的光子只撞击第一个探测器，同样，如果它通过针孔二，它只撞击到第二个探测器上，这就是为什么我们在图像平面附近分别看到针孔附近的镜子光子检测器。

当光线起波形作用时，由于量子干涉，人们可以观察到存在光子避免的区域，称为暗条纹。细线栅格紧挨着透镜放置（图2），以便导线位于由双针孔设置产生的干涉图案的黑暗边缘。如果其中一个针孔堵塞，干涉图案将不再形成，并且一些光线将被导线阻塞。结果，图像质量降低。

当一个针孔闭合时，导线网格会在光线中引起可观的衍射，并阻挡相应光子检测器接收到的一定量的光线。然而，当两个针孔都打开时，导线的影响可以忽略不计，与没有导线放置在透镜前面的情况相比（图3），因为导线位于黑暗边缘，光子避免。效果不依赖于光强度（光子通量）。

解释Afshar的结论是，光在通过导线时表现出波浪般的行为，因为光线穿过导线之间的空间，但是当两个狭缝都打开时避开导线本身，但是在穿过之后也表现出类似颗粒的行为透镜，光子进入给定的光电探测器。Afshar认为，这种行为与互补性原理相矛盾，因为它在同一个实验中显示了相同光子的互补波和粒子特征。

本词条内容贡献者为:

王慧维 - 副研究员 - 西南大学