阿哈罗诺夫-玻姆效应

✍ dations ◷ 2025-12-02 02:44:26 #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

  • 脂类脂类(英语:Lipid),又称脂质,这是一类不溶于水而易溶于脂肪溶剂(醇、醚、氯仿、苯)等非极性有机溶剂,由脂肪酸与醇作用脱水缩合生成的酯及其衍生物统称为脂类,其中包括脂肪、蜡、类固
  • MycoBankMycoBank是一个线上数据库,记录着各种真菌的学名与形态描述。其是由荷兰乌特勒支的皇家科学院真菌生物多样性研究中心负责营运管理。每种被描述的新种真菌,在经由命名专家检视
  • 下鼻甲下鼻甲(Inferior nasal concha)有二块,呈卷曲样,形成鼻腔外侧壁的一部分。他们与上鼻甲及中鼻甲担任相同的功能,允许空气进入肺以前的循环及过滤作用。然而下鼻甲是独立的骨骼,
  • 化学元素丰度化学元素丰度(英语:Abundance of the chemical elements)是在测量上与所有元素相比较所得到含量多寡的比值。丰度可以是质量的比值或是莫耳数(气体的原子数量比值或是分子数量
  • 日普帕诺·高仕日普帕诺·高仕(英语:Rituparno Ghosh,1963年8月31日至2013年5月30日)是印度孟加拉语电影导演、编剧暨广告公司负责人,他的父亲是一位纪录片导演、而母亲则是一名电影制片人。其
  • 二氟化氧二氟化氧是化学式为OF2的化合物,结构与水分子相似,但化学性质非常不同,是强氧化剂。将氟气通入氢氧化钠溶液中,可得二氟化氧。二氟化氧中的氧具有不寻常的+2氧化态 具有强氧化性
  • 高雄大空袭第二次世界大战末期,美军在太平洋战争采取跳岛战略以减少伤亡加速挺进日本,美军采取攻占菲律宾群岛和冲绳岛、跳过台湾的方案,不登陆攻占台湾,而选择轰炸空袭台湾,根据美国第五航
  • 华忱之华忱之(1914年-2002年9月25日),满族,北京人。酷爱书法,1937年清华大学中文系毕业。历任厦门大学中文系副教授、华西协和大学教授、四川大学中文系。原治古典文学,后改治现代文学。
  • 基尔·法尔德基尔·法尔德(英语:Kir Fard)是亚美尼亚的贵族,掌管后来被称为阿拉尼亚的卡隆诺若斯要塞。至1221年,卡隆诺若斯要塞被鲁姆苏丹国的凯库巴德一世围攻,法尔德交出要塞换取阿克谢希尔
  • 红豆草红豆草,又称驴喜豆(Onobrychis),(英文:Sainfoin)是属于豆科植物,长有淡粉红的花朵和弯曲的荚,亚洲欧洲四季中,亦能不断开花的草本。红豆草适合在不列颠和北美洲草原的钙质土壤生出。欧