这件事爱因斯坦一辈子都不愿意相信，但它就是真的。
2026年3月，澳大利亚国立大学的物理学家在《自然通讯》上发表了一项实验成果：他们首次观测到了真实原子对的量子纠缠运动状态，直接证明了物质可以同时存在于两个位置，并在这两个位置上与自身发生干涉。
这不是计算机模拟，不是理论推演，而是在实验室里真实发生并被测量到的现象。
为什么是氦原子，而不是光
量子纠缠并不是新概念。自上世纪七十年代以来，物理学家已经用光子，也就是光的粒子，反复验证过纠缠现象的存在，2022年的诺贝尔物理学奖就颁给了在这一领域做出奠基性贡献的三位科学家。
但光子有一个根本局限：它没有质量，不受引力影响。
这让光子实验在回答物理学最核心的未解问题时显得力不从心，那个问题是：量子力学和广义相对论，能不能统一？
量子力学描述微观世界的规则，广义相对论描述引力和宏观时空结构。这两套理论各自在自己的领地里无懈可击，但当你试图把它们放在同一个方程里，结果会变得一塌糊涂。物理学家把整合这两套理论的目标叫做"万物理论"，爱因斯坦为此奋斗了生命最后三十年，最终没有成功。
澳大利亚国立大学肖恩·霍奇曼博士领导的团队，选择用氦原子做实验，原因就在这里。氦原子有质量，会受到引力的牵引，这意味着对氦原子纠缠状态的测量，打开了一扇此前从未被打开过的门。
实验的技术路线相当精巧。团队将三团氦原子用磁场悬浮在极低温环境中，制备成玻色-爱因斯坦凝聚态，这是物质的第五种形态，原子在这种状态下的量子行为会变得异常显著。
随后，磁场关闭，原子开始在重力作用下下落，同时被激光轻轻推送，让不同云团的原子相互靠拢。在极低密度的条件下，平均每次运行只有一对原子真正发生碰撞，这正是研究人员需要的精确控制。
碰撞发生后，两个原子的动量发生改变，关键在于：量子力学允许这对原子同时沿着多条轨迹运动，最终落在不同位置。研究人员让这些下落的原子通过一套由激光脉冲构成的干涉仪，称为"拉里-塔普斯特干涉仪"，记录它们的落点分布。
结果只有一种解释：在被测量之前，每个原子同时处于多个动量状态，也就是同时出现在多个位置，而纠缠的两个原子之间存在即时的关联，改变其中一个，另一个会立即响应，不管它们相距多远。
领导实验的霍奇曼博士说："对于两个被纠缠的分离原子而言，如果你改变其中一个，它会立即影响另一个。这种想法有点令人难以置信，但我们已经证明这就是现实的本质。"
这扇门通向哪里
论文第一作者、博士研究员约格什·斯里达尔说，这项实验"推动了量子物理适用范围的边界"，并为用更大的真实物体检验量子力学理论铺平了道路。
这句话的分量，在于"更大"两个字。
物理学家长期以来的一个困惑是：量子效应为什么在宏观世界里消失了？单个原子可以同时在两个地方，但一张桌子不会。这种从量子到经典的过渡发生在哪里、为什么发生，至今没有令人满意的答案。氦原子实验虽然规模依然微小，但它使用的是复合粒子，一个氦原子包含两个质子、两个中子和两个电子，而整个复合结构依然表现出"物质波"的特性，这本身就已经是对量子叠加极限的一次有力挑战。
更直接的战略价值在于引力。霍奇曼博士描述了一个令人着迷的场景：想象原子沿着不同路径在空间中运动，它们会经历不同的引力效应。但量子力学说，原子可以同时走多条路径。那么在广义相对论框架下，你该如何描述这样一个系统？这段空间的时空曲率究竟长什么样？目前没有人知道答案。
而现在，研究人员第一次拥有了一套可以真正去探索这类问题的实验工具。
当然，距离真正检验引力对纠缠的影响，还有相当长的路要走。当前设备的直径只有8厘米，而要排除粒子之间通过某种次光速信号相互影响的可能性，两个纠缠原子之间的距离需要达到至少30厘米，可能更远。这意味着需要更大的装置、更充裕的经费，以及更多年的工作。
但一百年前的预言，今天被亲眼看见，这件事本身已经足够令人振奋。
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