在量子力學裡,著名的雙縫實驗是一種演示光子或電子等微觀粒子的波動性與粒子性的實驗。光子或電子可以同時通過兩條路徑或通過其中任意一條路徑,從初始點抵達最終點。這兩條路徑的程差促使描述微觀粒子物理行為的量子態發生相移,因此產生幹涉現象。
如果用具有巨大顆粒的分子做雙縫實驗怎麼樣?科學家們實驗使用了大顆粒的酞菁(Phthalocyanine)分子和酞菁分子衍生物。酞菁是一類大環化合物,環內有一個空腔,直徑約2.7×10^10米,質量分別為514 amu 和 1,298 amu。電子質量為0.00054 amu。amu,英文atomic mass unit的簡稱,表示原子質量單位,是用來衡量微觀粒子質量的單位。
也就是說科學家們用了比電子還要大250萬倍的大顆粒分子做雙縫實驗。下面是通過納米加工和納米成像的組合,從而能夠實時記錄的大顆粒的分子的量子幹涉圖。使用雷射控制的微蒸發源產生具有所需強度和相干性的分子束,在10納米厚的氮化矽膜中加工光柵。寬視野螢光顯微鏡以10 納米的精度檢測每個分子的位置,揭示了隨機到達檢測器的單個分子的確定的整體幹涉圖樣。
這樣的實驗除了提供波粒子對偶性的這一特別清晰的證明之外,其方法還可以用於研究更大的分子,並探索量子物理與經典物理之間的邊界。