阿弗沙尔实验

阿弗沙尔实验是量子力学中双缝实验的变体，由 Shahriar Afshar 在位于波士顿的私立辐射诱导质量研究所 (IRIMS) 时设计和实施。 结果在 2004 年 3 月的哈佛研讨会上公布。Afshar 声称该实验提供了关于光子通过设备的两条路径中的哪条路径的信息，同时允许观察两条路径之间的干扰，通过显示电线网格， 放置在干涉图案的节点处，不会改变光束。 Afshar 声称该实验违反了量子力学的互补原理，该原理粗略地指出不能同时观察到量子物体的粒子和波方面，特别是 Englert-Greenberger 对偶关系。 许多研究人员重复了该实验，但其解释存在争议，并且有几种理论可以在不违反互补性的情况下解释该效应。

Afshar 的实验使用 Thomas Young 的经典双缝实验的变体来创建干涉图案以研究互补性。 Afshar 的断言之一是，在他的实验中，可以检查光子流的干涉条纹（光子波性质的测量），同时确定每个光子的哪个 - 路径信息（光子粒子性质的测量）。在他的实验中，当针孔 B 关闭时，针孔 A 与检测器 1 相关，当针孔 A 关闭时，针孔 B 与检测器 2 相关。 Afshar 声称违反了互补性原则，关键在于他断言当两个针孔都打开时，这些相关性仍然存在，因此保留了哪条路径信息，并引用了 Wheelerin 的支持。

Shahriar S. Afshar 的实验工作最初于 2001 年在波士顿的辐射诱导质量研究所 (IRIMS) 完成，后来于 2003 年在哈佛大学重现，当时他是哈佛大学的一名研究学者。 结果于 2004 年 3 月在哈佛研讨会上公布，并作为国际光学工程学会 (SPIE) 的会议论文集出版。 该实验作为封面故事刊登在 2004 年 7 月 24 日的《新科学家》杂志上。 New Scientist 专题文章本身产生了许多回应，包括 2004 年 8 月 7 日和 8 月 14 日刊上出现的各种致编辑的信件，反对 Afshar 得出的结论，以及 John G. Cramer 的回应。 Afshar 还在 2005 年 3 月下旬于洛杉矶举行的美国物理学会会议上介绍了他的工作。他的同行评审论文于 2007 年 1 月发表在 Foundations of Physics 上。

该实验使用类似于双缝实验的设置。 在 Afshar 的变体中，激光产生的光穿过两个间隔很近的圆形针孔（不是狭缝）。 双针孔之后，透镜重新聚焦光线，使每个针孔的图像落在单独的光子检测器上。 当针孔 2 关闭时，通过针孔 1 的光子仅撞击光子探测器 1。类似地，当针孔 1 关闭时，通过针孔 2 的光子仅撞击光子探测器 2。Afshar 引用 Wheeler 的话称，当两个针孔都打开时 作为支持，针孔 1 仍然与光子检测器 1 相关（反之亦然，针孔 2 与光子检测器 2 相关），因此当两个针孔都打开时，哪个方向的信息得以保留。

当光作为波时，由于量子干涉，人们可以观察到光子避开了一些区域，称为暗条纹。 将细线网格放置在镜头前，使线位于双针孔设置产生的干涉图样的暗边缘中。 如果其中一个针孔被阻塞，将不再形成干涉图样，并且金属丝网格会引起明显的光衍射，并阻止部分光被相应的光子检测器检测到。

然而，当两个针孔都打开时，电线的影响可以忽略不计，与镜头前没有电线的情况相比，因为电线位于干涉图案的暗边缘 . 效果不依赖于光强度（光子通量）。

为了确定违反互补性原则，Afshar 考虑了两个针孔都打开的情况，并断言干扰的高可见度 V 以及高可区分性 D（对应于哪条路径信息），因此 V2 + D2 >; 1. 他的主张在很大程度上取决于当两个针孔都打开时，哪条路径的信息会被保留下来。