瑞士巴塞尔大学的物理学家第一次发现理论预测的“爱因斯坦-波多斯基-罗森悖论”，他们在一个由几百个相互作用的原子组成的系统中观测到量子力学现象的“爱波罗悖论”（为了方便记忆，我们把爱因斯坦-波多斯基-罗森悖论记为“爱波罗悖论”、用“爱菠萝悖论”或“爱菠萝原理”来形象地表述。）1935年，三位科学大家通过一个著名的思想实验预测了这一现象，巴塞尔大学的物理学家第一次在一个多原子系统的实验中验证了三位科学大家的理论假说，实验成果对海森堡的“测不准原理”进行了限定，开创了精确预测的更大可能，这一发现具有潜在的应用价值，能够用于新型传感器和基于电磁场成像系统的研制，近期的《科学》杂志刊登了他们的实验成果。
在微小粒子构成的物理系统中，粒子的运动规律与我们熟悉的经典和天体物理决然不同，它们的运动规律通过量子力学得以描述，我们如何获得粒子物理参数的精确值？粒子测量的精确性受到由海森堡“测不准原理”表述的基本限制，该原理表明了我们不能“两者兼顾”，在获得一个粒子精确位置的同时，不能获得同一个粒子的精确动量，要么对一个粒子的位置进行精确测量，要么对一个粒子的动量进行精确测定。爱因斯坦，波多斯基，罗森在1935年共同合作，发表了一篇“高含金量”的论文，他们在论文提出了在特定的物理系统中实现精确测量的可能性，为了说明这点，他们设计出一个著名的“思想实验”，两个物理系统A和B处于“纠缠态”，它们的物理特性存在强的关联性，精确地测量A，相当于精确地测量B，反之，精确地测量B，相当于精确地测量A。
在纠缠态的A和B系统中，测量A的结果被用于精确地预测B，反之亦然，原则上说来，我们无需进行两次测量，即使系统A和系统B不在“一个屋檐下”，而是被分别放置在两个相隔一定距离的房间。“爱波罗悖论”允许一个观察者使用A系统的测量值来预测B系统，反之亦然，预测B系统的测量值显然要比一个观测者直接测量B系统更为精确。“爱波罗悖论”相当于减少了精确测量的不确定性。过去，科学家使用单个光子、或单个原子来验证这一悖论，取得了一些初步的成果，现在，巴塞尔大学物理系和瑞士纳米研究所的物理学家使用了多粒子系统，第一次在几百个原子的相互作用中验证了“EPR悖论”，（E、P、R分别代表了三位科学大家名字的第一个字母）。
实验团队使用激光来冷却“原子团”，将几百个原子冷却到绝对零度以上一度的几亿分之一，在几乎绝对零度的温度中，原子的行为完全遵循量子力学的规律，“原子团”形成了一种被物理学家称之为的“波色-爱因斯坦凝聚态”，这种量子化的物质态是由印度物理学家波色和爱因斯坦在1925年发表的论文中提出的预测。原子在超冷的云团中发生持续的相互碰撞，它们的自旋特性形成了相互纠缠。实验团队将凝聚态的原子云团分离成几个不同的空间区域，他们使用高精度的成像仪器，对不同区域原子的自旋和位置两个指标进行了同时的直接测量，实验结果验证了对原子云团一个区域内原子的测量结果能够用于对另一个区域内原子测量值的预测，“EPR悖论”得到了新的验证。
巴塞尔大学团队通过实验，将爱因斯坦在1925和1935年所做的两项重要研究串联起来，在一个更大的粒子系统中验证了“爱波罗悖论”的真实性，这项基础性研究成果具有实际的应用价值，开辟了一条从量子实验到量子技术的道路，为“第二次量子技术革命”增添了新的色彩。如果将“EPR悖论”理解为“EPR原理”，那么我们能够在粒子系统A和粒子系统B之间建立绝对精确的联系，通过测量系统A的特性值，能够同时得到系统B的特征值。为了将实验成果转化为技术应用，巴塞尔大学团队确定了两项技术开发项目，原子传感器和基于电磁场的成像仪。
科普编译：2018-5-3
A cloud of atoms is held above a chip by electromagnetic fields. The EPR paradox was observed between the spatially separated regions A and B (Illustration: University of Basel, Department of Physics)
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