阿哈罗诺夫-玻姆效应

✍ dations ◷ 2025-12-11 00:39:15 #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

  • 碳酸锌碳酸锌(英语:Zinc Carbonate)是锌元素的碳酸盐,化学式ZnCO3。碳酸锌是菱锌矿(Smithsonite)中的主要成分,无臭、无味,性质不稳定,受热分解出二氧化碳。在工业领域,“碳酸锌”一般指碱式
  • 世界公民世界公民一词有多重涵义,通常是指一个人不赞同源于国籍的传统地理划分。
  • 蚕蛹家蚕(学名:Bombyx mori)是鳞翅目的昆虫,丝绸的主要原料来源,在人类经济生活及文化历史上占有重要地位。原产中国,华南地区俗称之蚕宝宝或娘仔。家蚕的英文名为“silkworm”(意为“
  • 抑制控制试验异常心理学 行为遗传学 生物心理学 心理药物学 认知心理学 比较心理学 跨文化心理学 文化心理学 差异心理学(英语:Differential psychology) 发展心理学 演化心理学 实验心理学
  • 小说面面观《小说面面观》(英语:)是著名小说家爱德华·摩根·福斯特的一本著作,由1927年他在剑桥大学三一学院的一系列关于英语小说的讲座汇编而成。通过经典文本的例证,重点介绍了小说的七
  • 电源切换开关电源切换开关(Transfer switch),是一种将负载线路由一电源切换至另一电源的电源回路切换装置。又分为手动与自动两种。自动电源切换开关(Automatic Transfer Switch),简称ATS,能够
  • 杨奇煜杨奇煜(1985年7月5日-),艺名小煜,曾为台湾男子演唱团体Lollipop@F的成员,亦是In% HAIR Salon&cafe 和 In% Mini Hair 的老板。 毕业于铭传大学国际贸易系,现就读醒吾科技大学全球
  • 山丹山丹(学名:)又名山丹百合、细叶百合、山丹丹、珊瑚百合、野百合、萨日朗花、卷莲花、灯伞花、散莲伞、松叶百合、线叶百合、细叶小鬼百合、红百合、糸叶百合、糸百合,是百合科百
  • 清水山小檗清水山小檗(学名:)为小檗科小檗属下的一个种。
  • 商暠商暠,明朝初期政治人物、明朝吏部尚书。原为元朝平章政事,后归附明朝。担任广西行省参政。洪武三年九月,担任吏部尚书。同年十二月,改任侍御史。洪武六年六月,改任御史中丞。后改