量子世界再次挑战经典：中子干涉实验违反Leggett-Garg不等式

经典物理学和量子力学之间最根本的区别之一在于现实主义的概念。经典物理学假设存在一个具有确定性质的世界，而这些性质独立于观察。然而，量子力学描绘了一幅更加概率性的画面，其中粒子的性质只有在测量时才会变得明确。

最近发表在《物理评论快报》上的一篇论文提出了一个实验，该实验在中子干涉测量中采用了“理想否定测量”，证明了Leggett-Garg不等式（LGI）的违反。这一违反为量子世界的非现实性提供了更有力的论据。

LGI由Anthony Leggett和Anupam Garg于1985年提出，用于测试宏观现实主义的概念。宏观现实主义是一种哲学立场，它断言宏观系统在任何时候都存在于一个确定的状态，并且测量可以揭示这个状态而不改变它。LGI认为，如果一个系统遵守宏观现实主义，那么在不同时间测量其属性的相关性应该满足某些不等式。

然而，量子力学挑战了这一观点。它表明粒子可以存在于状态的叠加中，而测量的行为迫使它们进入一个确定的状态，这与宏观现实主义根本不符。当量子系统针对LGI进行测试时，它们通常显示违反，表明量子力学不能与宏观现实主义调和。

中子干涉仪是一种利用中子的波动性质来研究量子现象的技术。通过将中子束通过硅晶体干涉仪，研究人员可以为中子创建两条分开的路径，类似于著名的双缝实验。这种设置允许观察到表明粒子波动行为的干涉图样，并可用于测试各种量子力学原理，包括LGI。