前沿實驗：干涉的足球

這個側邊欄是一個專題報道的一部分，它補充了我們在《大眾科學》五月刊中關於量子擦除的故事

物理學家現在已經透過實驗觀察到使用許多不同粒子（包括電子、中子、原子和簡單分子）的雙路徑量子干涉現象。值得一看的是這個非常棒的電子干涉條紋影片，它顯示了電子一次一個地出現。

迄今為止，觀察到參與這種量子技巧的最大物體是具有60個碳原子，排列成傳統足球圖案的分子，以及覆蓋在該球體表面的48個氟原子。這個物體的質量為2.7 x 10^-24千克，比單個電子（10^-30千克）重一百萬倍以上。誠然，它仍然非常小——比人體最小細胞（精子細胞；10^-13千克）的質量還不到一百億分之一。

也許更令人驚奇的是最近觀察到的生物分子卟啉的干涉現象，卟啉是葉綠素和某些血細胞的關鍵成分。卟啉分子實際上有幾個“翅膀”，可以像透過鉸鏈連線到分子的其餘部分一樣來回擺動。這使得它非常不像電子這樣的基本粒子，甚至不像非常堅硬的碳-60分子。有關碳-60和卟啉實驗的更多資訊，請參閱標題為“生物分子和氟富勒烯的波動性”的部分。

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沒有人知道可以使多大的物體與自身發生干涉。一個關於碳-70分子的實驗突出了其中的一些困難。當分子被加熱以使其在透過狹縫時可能發射紅外光子時，干涉條紋的對比度明顯降低。我們可以使用主文章中討論的概念完美地理解這一點：發射的光子充當路徑標記，導致干涉消失。也就是說，原則上可以檢測到光子，從而確定每個分子通過了哪個狹縫。請記住，並非必須有人實際進行檢測——要破壞干涉，僅有光子存在就足夠了。