阿哈罗诺夫-玻姆效应

✍ dations ◷ 2025-09-16 08:32:00 #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

  • 耳蜗神经前庭耳蜗神经(Vestibulocochlear nerve)是12对脑神经当中的第8对,同时也称作听神经。它是支配内耳的脑神经,其中又可分为掌管听力的耳蜗神经、掌管平衡的前庭神经。本神经位在颞
  • 华(英语:Corona1)为一种自然光源透过薄云中的微细水滴所产生的特殊光象2。在太阳周遭形成一圈彩虹光环即为日华(Solar Corona);而在月亮旁绕成一圈的彩虹光环即为月华(Lunar Corona
  • 泰芙努特泰芙努特(Tefnut)是埃及神话中的潮湿女神,生育之神,赫利奥波利斯城九柱神之一。泰芙努特在地上的化身是母狮。崇拜她的中心地区是赫利奥波利斯城,据此地神话说,她与丈夫(空气神
  • 训民正音《训民正音》(朝鲜语:훈민정음)是朝鲜王朝第四代国王世宗大王李祹与其子第五代国王文宗大王李珦主导创制的朝鲜语文字,又称谚文(언문/諺文 Eonmun),今多称韩文(한문)、韩字(한글)、朝鲜
  • 苏族苏族(英语:Sioux),是北美印第安人中的一个民族。广义的苏族可以指任何语言属于印第安语群苏语组的人。 苏族人主要分为三大部分:苏族人原居北美五大湖以东地区,务农,主要种玉米。有
  • 辞通开明书店是20世纪上半叶在中国上海开设的一个著名出版机构。1926年成立,创办人章锡琛。1925年,原商务印书馆《妇女杂志》主编章锡琛,因提倡“新性道德”,遭总编王云五停职。遂在
  • 修道修道、修行、修行制度,主要是宗教关于修行的教导、制度等。可以指:
  • 海法地铁海法地铁,又称Carmelit(希伯来语:.mw-parser-output .script-hebrew,.mw-parser-output .script-Hebr{font-size:1.15em;font-family:"Ezra SIL","Ezra SIL SR","Keter Aram Ts
  • 川中丘陵川中丘陵又称盆中丘陵,位于四川盆地东部,北起大巴山南麓,南达长江以南;西至龙泉山,东抵华蓥山,面积约为8.4万平方千米。其为方山丘陵,低山广布,溪流纵横,海拔约为250—600米,相对高差
  • 青楼情孽《青楼情孽》(Moulin Rouge,亦译《红磨坊》),是一部1952年电影,约翰·休斯顿执导,何塞·费勒主演。本片设定在19世纪的巴黎,讲述了大画家劳特累克的故事。劳特累克幼时因事故失去一