這是Sheldon的第141篇漫畫，所有圖片大約 7.6MB。

繪製：濛琪、Mirror

排版：偉俊、Mirror

美指：牛貓

鳴謝：

原子物理中心

原子分子結構與動力學室

注：

1. 氦原子明明是由三部分組成的（一個氦原子核+ 兩個核外電子）。為什麼在這個實驗中，我們要把它看作兩部分，一部分是氦離子（氦原子核 + 一個核外電子），另一部分是其中一個核外電子呢？因為在這個實驗中，碰撞產生的能量很有限，僅僅能從氦原子中激發出一個電子，使氦原子電離成兩個部分。所以，為了簡單起見，我們就把它看作是由兩部分組成的集合體。

2. 在真實的實驗過程中，氦原子是靜止不動的。物理學家會將氫分子離子加速到很高的速度，然後撞擊氦原子。由於它們的運動不是絕對的，而是相對的，所以，我們可以把這個過程看作是氦原子和氫分子離子發生了對撞，也就是漫畫裡描述的樣子。

3. 量子五體實驗產生的條紋，並不能直接在螢幕上觀察到。我們要將所接收到的電子按照水平方向的速度（動量）v. s. 垂直方向的速度（動量）畫成一張圖表後，才能看到明顯的條紋。而且，如果物理學家把“雙縫”（氫分子離子）的間距加大，條紋的間距也會跟著變化。

4. 氫分子離子被氦原子碰撞後，有很大機率會從能量最低的狀態，躍遷到能量第二低的激發態。在第一個狀態中，電子在兩個氫原子核周圍的“波動”的節拍（相位）是同步的，叫作偶宇稱狀態。在第二個狀態中，電子在兩個氫原子核周圍的“波動”的節拍（相位）是相反的，叫作奇宇稱狀態。

5. 物理學家是如何把實驗資料分成兩份的呢？嚴格地說，他們並沒有把資料分成兩份，而是考慮了兩種極端情況。

第一種極端情況是，第一個子過程發生的機率很大，而第二個子過程發生的機率很小。在這種情況下，碰撞後得到的電子動量p_el 會小於 2倍的氦離子動量p_rec （p_el < 2 p_rec）。物理學家用這種條件對實驗資料進行篩選，就得到了主要由第一個子過程產生的干涉條紋。

第二種極端情況是，第一個子過程發生的機率很小，而第二個子過程發生的機率很大。在這種情況下，碰撞後得到的電子動量p_el 會大於 2倍的氦離子動量p_rec （p_el > 2 p_rec）。物理學家用這種條件對實驗資料進行篩選，就得到了主要由第二個子過程產生的干涉條紋。

參考文獻：

1. Zhang S F, Fischer D, Schulz M, et al. Two-Center Interferences in Dielectronic Transitions in H 2++ He Collisions[J]. Physical Review Letters, 2014, 112(2): 023201.

2. 郭大龍, 馬新文, 馮文天, 等. 反應顯微成像譜儀動量及能量分辨因素分析[J]. 物理學報, 2011, 60(11): 236-244.