經典物理學和量子力學之間最根本的區別之一在于現實主義的概念。經典物理學假設存在一個具有確定性質的世界，而這些性質獨立于觀察。然而，量子力學描繪了一幅更加概率性的畫面，其中粒子的性質只有在測量時才會變得明確。

最近發表在《物理評論快報》上的一篇論文提出了一個實驗，該實驗在中子干涉測量中采用了“理想否定測量”，證明了Leggett-Garg不等式（LGI）的違反。這一違反為量子世界的非現實性提供了更有力的論據。

Leggett-Garg不等式簡介

LGI由Anthony Leggett和Anupam Garg于1985年提出，用于測試宏觀現實主義的概念。宏觀現實主義是一種哲學立場，它斷言宏觀系統在任何時候都存在于一個確定的狀態，并且測量可以揭示這個狀態而不改變它。LGI認為，如果一個系統遵守宏觀現實主義，那么在不同時間測量其屬性的相關性應該滿足某些不等式。

然而，量子力學挑戰了這一觀點。它表明粒子可以存在于狀態的疊加中，而測量的行為迫使它們進入一個確定的狀態，這與宏觀現實主義根本不符。當量子系統針對LGI進行測試時，它們通常顯示違反，表明量子力學不能與宏觀現實主義調和。

中子干涉儀與理想負測量

中子干涉儀是一種利用中子的波動性質來研究量子現象的技術。通過將中子束通過硅晶體干涉儀，研究人員可以為中子創建兩條分開的路徑，類似于著名的雙縫實驗。這種設置允許觀察到表明粒子波動行為的干涉圖樣，并可用于測試各種量子力學原理，包括LGI。

理想負測量是量子力學測量問題的一個巧妙解決方法。它不是直接測量系統，這會使波函數坍塌并改變系統的狀態，而是通過確認粒子在干涉儀的特定路徑中的缺失來推斷系統的狀態。這種方法保持了系統的相干性，并允許在不直接交互的情況下觀察量子效應。

LGI的實驗違反

最近的實驗已經使用中子干涉儀中的理想負測量證明了LGI的違反。該實驗顯示了中子的LGI違反，他們獲得了一個測量值K=1.120±0.007，高于宏觀現實主義理論預測的限制K=1。這個結果是一個強烈的跡象，表明量子力學挑戰了宏觀現實主義的概念，量子效應可以在像中子這樣的粒子的行為中表現出來。

LGI的違反具有深遠的影響，它強化了量子粒子在測量之前不具有明確性質的概念。理想否定測量的概率性質進一步強調了量子世界的固有模糊性。該實驗為挑戰經典現實主義和支持量子力學的非局部性和概率性質提供了越來越多的證據。

總而言之，中子干涉測量中理想負測量對LGI的違反是量子物理領域的一個重要成果。它提供了經驗證據，挑戰我們對現實的經典理解，并支持量子力學的非經典預測。隨著研究的繼續，我們可能會發現這些結果對我們理解量子世界和現實本身本質的更深遠的影響。