在前所未有的量子实验中，2000个原子同时存在于两个地方。
巨型分子可以同时存在于两个地方，这要归功于量子物理学。
这是科学家们早就知道的理论上是正确的，基于几个事实：宇宙中的每一个粒子或粒子群也是一个波，甚至是大粒子，甚至是细菌，甚至是人类众生，甚至行星和恒星。波浪同时占据了空间的多个地方。所以任何物质块也可以同时占据两个位置。物理学家称这种现象为“量子叠加”，几十年来，他们一直用小粒子来演示这种现象。
，但近年来，物理学家扩大了实验规模，用越来越大的粒子来演示量子叠加。现在，在9月23日发表在《自然物理学》杂志上的一篇论文中，一个国际研究团队已经使由多达2000个原子组成的分子同时占据了两个位置。
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来实现它，研究人员构建了一个复杂的、现代化的版本最早证明量子叠加的一系列著名的老实验。
的研究人员早就知道，光通过一个有两个狭缝的薄片，会在薄片后面的墙上产生一个干涉图样，或一系列的光和暗条纹。但光被理解为无质量波，而不是由粒子构成的东西，所以这并不奇怪。然而，在20世纪20年代的一系列著名实验中，物理学家们发现，通过薄膜或晶体发射的电子也会以类似的方式活动，在衍射材料后面的墙上形成类似于光的图案。
如果电子是简单的粒子，那么一次只能占据空间中的一个点，它们会在薄膜或晶体后面的墙上形成两条带，大致是狭缝的形状。但是，相反，电子以复杂的模式撞击那面墙，表明电子干扰了自己。这是波浪的一个信号；在某些地方，波峰重合，形成了更明亮的区域；而在其他地方，波峰与波谷重合，因此两者相互抵消，形成了一个黑暗的区域。因为物理学家已经知道电子有质量，而且肯定是粒子，所以实验表明物质既作为单个粒子又作为波。
一个图解说明了电子，即物质的粒子，在通过一个双狭缝板时，是如何像波一样工作的。（Johannes Kalliauer/CC BY-SA 4.0）
，但创建电子干涉图是一回事。用大分子来做要复杂得多。更大的分子不容易被探测到波，因为更大的物体有更短的波长，这会导致几乎看不到的干扰模式。而这2000个原子粒子的波长小于单个氢原子的直径，所以它们的干涉模式就不那么引人注目了。
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为了完成大事情的双缝实验，研究人员建造了一台可以发射一束分子（称为“富含氟烷基磺酰链的低聚四苯基卟啉”，约为简单氢原子质量的25000倍）通过一系列带有多个狭缝的格栅和薄片。横梁长约6.5英尺（2米）。科学家们在论文中写道，这足够大，研究人员在设计光束发射器时必须考虑重力和地球自转等因素。在量子物理实验中，他们还使分子保持相当的温度，因此他们必须考虑到粒子间的热碰撞。
，但当研究人员打开机器时，光束远端的探测器仍然显示出干涉图样。分子s同时占据了空间的多个点。
这是一个令人兴奋的结果，研究人员写道，证明了比以往任何时候都探测到的更大尺度的量子干涉。
“下一代物质波实验将把质量推高一个数量级，”作者写道。
所以，更大的量子干涉演示即将到来，尽管很可能不可能在短时间内通过干涉仪开火。（首先，机器里的真空可能会杀了你。）我们这些巨大的生物只能坐在一个地方，看着粒子们玩得尽兴。
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