阿哈罗诺夫-玻姆效应

✍ dations ◷ 2025-12-01 14:06:14 #介观物理学,物理现象,陈-西蒙斯理论

A–B 效应,全名阿哈罗诺夫-玻姆效应(英语:Aharonov–Bohm effect),是个物理学现象。它证明即使在磁场为零的区域,仍旧会存在磁效应,然而,这并不能用来测量磁矢势,因为只有磁通量会出现在表达效应的公式里,而且整个理论始终维持规范不变性。阿哈罗诺夫-玻姆效应是量子力学和电动力学发展史上的重要实验,说明了量子力学的非局域性质。:384-391

“A–B”这个名称取自在1959年设计这个实验的两位理论物理家亚基尔·阿哈罗诺夫(Yakir Aharonov)和戴维·博姆(David Bohm)姓名的首字,前者因这个实验而得到1998年沃尔夫物理学奖。巧合的是,物理学家也用A表示磁矢势,B表示磁场,赋予A–B 效应这个名字更加深刻的涵义(见下文)。

量子力学理论内,对在磁场里运动做以下处理:动量算符加入矢势项

和粒子波函数在从时间 t {\displaystyle t} t {\displaystyle t^{\prime }} 期间两点间运动的波幅多得到一个复数相:

其中 ξ {\displaystyle \xi } 是任意从 ( t , r ) {\displaystyle (t,\mathbf {r} )} ( t , r ) {\displaystyle (t^{\prime },\mathbf {r} ^{\prime })} 的路径。

因此粒子如果透过某连接两点的路径1从一点运动到另外一点,相比磁场强度为零的差别是多出的波函数复相:

如果有另外连接同样两点的路径2,那波函数将得到不同的复相。两路径得到相位之差为:

其中 Φ B {\displaystyle \Phi _{\rm {B}}} 为两路径围起面积的磁通量。

虽然波函数的相位在量子理论里不是可测量物理量,但是相位差可以透过干涉实验来测量。因此磁矢势引起的相位差可以透过在电子双缝实验的双缝后加入磁场观察。如图示。虽然电子的路径经过的地方磁场强度为零,但是有大于零的矢势强度。因此电子在萤幕上的干涉图样得到比没有磁场的时候平移。

实际的实验由日立公司的科学家率先完成。

相关

  • 伽达默尔汉斯-格奥尔格·伽达默尔(德语:Hans-Georg Gadamer,1900年2月11日-2002年3月13日),著名德国哲学家,诠释学大师,二十世纪最具影响力的哲学家之一。其1960年出版著作《真理与方法》使
  • 电子书电子书,一般是指以储存成数位资料的书籍,某些情况下也特指专门用来阅读电子书的电子书阅读器。电子书必须透过特殊的阅读软件或设备,以电子档的形式(主流格式以EPUB及PDF为主),透
  • 卡尔加里火焰卡尔加里火焰(英语:Calgary Flames)是位于加拿大阿尔伯塔省卡尔加里(简称卡城)的国家冰球联盟(NHL)队伍,隶属于西大区太平洋分区。火焰队的主要竞争对手是阿省的另一支NHL球队埃德蒙
  • FTP文件传输协议(英语:File Transfer Protocol,缩写:FTP)是一个用于在计算机网络上在客户端和服务器之间进行文件传输的应用层协议。文件传送(file transfer)和文件访问(file access)之
  • 四季之人《四季之人》(英语:A Man for All Seasons)是一套1966年英国传记电影,讲述16世纪英国亨利八世时代著名大臣托马斯·摩尔的故事。此片由佛烈·辛尼曼执导,男主角是保罗·史考菲及
  • 科尔贝电解柯尔贝电解(Kolbe电解、Kolbe反应),也译为科尔伯电解、科尔贝电解、科伯电解,是羧酸盐电解时以自由基机理发生脱羧二聚生成烷烃的反应。反应以德国化学家阿道夫·威廉·赫尔曼·
  • 厚生大臣厚生省(日文:こうせいしょう,英文:Ministry of Welfare)是已经废止的日本中央省厅,后来演变为厚生劳动省。“厚生”出自中国古代《尚书》“正德利用厚生惟和”。厚生大臣(日文:こう
  • 宾西法尼亚州宾夕法尼亚州是美国的州份之一,正式名称为“宾夕法尼亚联邦”(英语:Commonwealth of Pennsylvania),俗称“拱心石州”(英语:Keystone State),中文简称宾州。这个州的名称起源于英国移
  • 爱尔康爱尔康(Alcon)是一家跨国制药公司,总部在瑞士休伦堡,美国总部位于沃思堡,此处同时也是其创始地。2008年4月,诺华斥资104亿美元向雀巢收购爱尔康(Alcon)24.85%7400万股股权每股143.18
  • 等离子体参数等离子体参数,是一系列描述某种等离子体的性质的参数。一般来说是以厘米-克-秒制来当作参数的基本单位,但是温度却是以电子伏特(eV)当作单位,而质量则是以质子质量( )的倍数当