Acta Physica Sinica
Single-particle double-slit interference via adiabatic evolution
Sun Taiyu, Shen Yong, Fengtao JIN, Zhou Yongzhuang, Deng Zhijiao, Hongxin Zou
Abstract
物质波干涉是量子力学的核心现象之一,不仅深刻验证了波粒二象性与量子叠加原理,也为量子计算、量子传感等前沿技术提供了关键的量子态操控基础.本文提出一种基于单粒子波包绝热演化的双缝干涉理论方案.通过控制光晶格势阱从单谐振子势到双势阱的绝热演化,实现单粒子物质波波函数的相干分裂;随后撤去势场,使两波包自由演化并发生干涉.结合解析推导与数值模拟,我们定量分析了干涉发生的时间尺度与条纹结构特征,基于能隙平方反比关系优化了绝热演化路径,显著提升了过程保真度.在此基础上,我们研究了初态热噪声对干涉对比度的影响,并探讨了典型原子体系下的实验可行性.研究结果为在单粒子水平上实现物质波干涉提供了系统的理论框架与实验指导.