研究人员首次让一个由大约 7000 个原子组成的纳米粒子进入清晰可观测的量子叠加态，这刷新了人类能够直接验证的“最大量子物体”纪录，也让量子力学不再只停留在电子、光子这样的微观尺度上。

粒子表现出波动特性的示意图。物理学家在一项新的叠加实验中，成功地使数千个钠纳米粒子表现出波动特性。

这项研究结果于1月21日发表在《自然》杂志上。实验中，研究团队观察到，由钠原子组成的纳米粒子在通过狭缝后，没有像经典粒子那样走出一条确定的轨迹，而是像波一样展开，形成了干涉条纹。这意味着，这个由数千个原子构成的整体，在实验过程中同时处于多种可能状态，也就是典型的量子叠加。

很多人提到量子力学，脑海里浮现的往往是电子、原子甚至光子这样的“极小尺度”。但从理论上讲，量子力学并没有明确规定一个上限，告诉我们“多大的东西不能再表现出量子行为”。问题不在理论，而在现实条件——物体越大，就越难隔绝它与环境之间的相互作用。

这正是所谓的退相干过程。只要一个处于量子叠加态的系统与外界发生足够多的能量或信息交换，它就会迅速失去叠加特性，回到我们熟悉的、只有一个确定状态的经典世界。日常生活中的物体之所以从不“同时在两个地方”，并不是因为量子规律失效，而是因为它们和环境的联系太密切了。

为了绕开这个问题，研究人员采用了极端精细的实验设计。他们将金属钠制备成纳米尺度的粒子束，并在高度受控的条件下，让这些粒子通过一个狭缝。如果这些粒子仍然保持量子相干性，那么通过狭缝后，它们不会只在一个位置被探测到，而会在多个位置同时留下概率分布，最终形成干涉图样。

维也纳大学的多尺度簇干涉实验（MUSCLE）探测到了大质量纳米粒子的量子干涉现象。

实验初期的结果并不理想。很长一段时间里，探测器上只能看到类似“直线”的分布，这意味着粒子更像经典物体，量子特性被环境破坏。但在不断优化隔离条件后，研究团队终于观察到分布逐渐展开，并最终形成清晰的干涉条纹。这一变化本身，就是量子叠加存在的直接证据。

通过进一步分析，研究人员计算了这一体系的“宏观性”指标，用来衡量一个量子系统在多大程度上接近我们熟悉的宏观世界。结果显示，这次实验的数值比此前纪录高出一个数量级，说明人类已经能在实验室中操控并验证更接近现实尺度的量子态。

这项工作的意义，并不在于“制造了一个更奇怪的现象”，而在于它不断推近一个长期存在的问题：量子世界与经典世界的分界线究竟在哪里。如果未来能够将类似的方法扩展到更复杂的体系，甚至是生物分子，那么人类理解物质基本规律的方式，可能会发生实质性的变化。

至少现在可以确定的是，量子力学并没有在微观世界戛然而止，它正在一步步向我们熟悉的现实尺度逼近。