阿哈罗诺夫-玻姆效应

✍ dations ◷ 2025-04-27 04:58:36 #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

  • 先天性疾病先天性障碍,又称先天性疾病、先天畸形、先天缺陷,是指发育中的胎儿因为遗传性疾病或发育环境等因素导致某个部位特征结构畸形,导致在婴儿出生时即有的病症,包括了身体(英语:Physic
  • Food and Drug Administration美国食品药品监督管理局(英语:U.S. Food and Drug Administration,缩写为FDA)为美国卫生与公众服务部直辖的联邦政府机构,其主要职能为负责对美国国内生产及进口的食品、膳食补充
  • 加工食品食品加工业是将食物透过物理或化学途径转化为其他形态的食物产业,旨于令食材更易包装及烹饪。典形的食物加工包括切碎、浸渍、液化、乳化、烹调(例如煮、烤、煎、烧)、腌制,甚至
  • 上直肌上直肌(Superior rectus muscle)是眼窝里的肌肉,为眼外肌(英语:Extraocular muscles)的其中一块,受动眼神经(第三对脑神经)的上分支所支配。虽然上直肌有助于眼睛内旋与内收,不过当
  • 长羽盗龙长羽盗龙属(属名:Changyuraptor)是生存于白垩纪前期的驰龙科恐龙,可能和西爪龙并列为最大型的小盗龙类(不考虑分类地位存疑的天宇盗龙),化石发现于中国辽宁省西部的义县组地层,是已
  • 勹部勹为汉字索引中的一个部首,康熙字典214个部首中的第二十个(两划的则为第十四个)。“勹”原意是指一个人怀抱东西的样子,所以这个部首里的字有些有包裹的意思。包装缠裹。今通作
  • 爱缺《爱缺》为陶晶莹于2000年9月7日发行的个人第六张原创专辑。其中,《太委屈》为她的成名作之一。
  • 藤原令子藤原令子(1994年8月16日-)是日本女模特儿、演员,冈山县仓敷市出生,原属经纪公司为FLaMme。
  • 丁道衡丁道衡(1899年11月-1956年2月21日),字仲良,贵州织金人,中国地质学家,清末名臣丁宝桢之孙。1916年,丁道衡考入贵阳模范中学。1920年,入读北京大学预科,后升入本科地质系。1926年毕业后
  • 爱德华·麦克道威尔爱德华·亚历山大·麦克道威尔(Edward Alexander MacDowell,1860年12月18日-1908年1月23日),美国作曲家。麦克道威尔和同时期的大部分美国作曲家一样,都有到欧洲求学的经历。1877