一個物理學家團隊首次利用動量態——即與運動相關的態——而非內部態,違反了貝爾不等式,實驗涉及成對的動量糾纏亞穩態氦原子,並在物質波干涉儀中進行操控。結果 S = 2,52 ± 0,17 以三個標準差超過了經典極限 2。
這項研究由澳洲國立大學的研究人員完成:J·S·阿特雷亞、S·坎南、S·S·霍奇曼及其同事。他們透過超冷氣體中的 s 波碰撞產生處於亞穩態的氦-4 原子對。隨後,這些原子對被分離,並利用相干物質波干涉儀來操控其軌跡——這是光學干涉儀的原子對應物。
關鍵點在於:動量糾纏意味著測量一個原子的速度會瞬間決定第二個原子的速度,無論距離多遠。這不僅僅是相關性,而是動量空間中真正的非局域性。想像兩顆球向相反方向飛散:如果其中一顆突然「選擇」了方向,另一顆會立即配合調整,儘管兩者之間還來不及傳遞任何信號。
這項實驗完成了量子原子光學的多年目標——將貝爾測試從光子和自旋擴展到重粒子的外部自由度。此前,這類測試僅針對原子的內部狀態或輕光子進行。如今,不等式在重物體的運動中被打破。
這為在重力場中研究量子非局域性開闢了道路。大質量粒子對重力的感受更強,因此下一步是檢驗重力如何影響動量的糾纏。根據2026年9月2日發布於arXiv的預印本,這項工作為未來在量子力學與廣義相對論交界處的實驗奠定了基礎。
利用物質波干涉儀所獲得的結果顯示,量子非局域性並不局限於輕粒子所在的微觀世界。質量較大的原子同樣遵循這些奇特的規則,而如今這已獲得直接證實。


