阿哈罗诺夫-玻姆效应

✍ dations ◷ 2025-03-07 11:08:45 #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

  • 牛血清白蛋白]牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin, BSA),又称第五组分,是牛血清中的一种球蛋白,包含583个氨基酸残基,分子量为66.5 kDa,等电点为4.7。牛血清白蛋白在生化实验中有广泛的应用,例如
  • William Oughtred威廉·奥特雷德(英语:William Oughtred,1574年3月5日-1660年6月30日),英格兰数学家,圣公会牧师。在约翰·纳皮尔发明对数,埃德蒙·冈特创立了对数坐标之后,奥特雷德于1622年发明了滑
  • 色散率在光学中,色散是指一道光中,光的相速度随着频率而改变。拥有上述特性的介质,我们称为色散性介质。提到色散,通常是指电磁波(包含可见光)的性质,但此性质可以推广至任何波动,例如声
  • 红麹酒红麹酒,是一种以红麹米和糯米为主要原料酿制成的粮食酒,为中国特产。红麹米虽然具备一定的糖化和发酵能力,却不足以单独产出高浓度的酒,因此自古以来,红麹酒需另加酒曲来拟补。把
  • 马尔胰马尔胰(Amaryl)是一种硫酰基尿素类(Sulfonylurea)的糖尿病药物。主要成分为Glimepiride 。用来主治第二型糖尿病。
  • 中岛站 (咸镜北道)中岛站(韩语:중도역)是朝鲜民主主义人民共和国咸镜北道会宁市中岛洞的一个铁路车站,属于咸北线。咸北线
  • 玛丽-路易丝·弗兰丝玛丽-路易丝·冯·法兰兹(Marie-Louise von Franz,1915年1月14日-1998年2月16日),瑞士荣格心理学家,出生于德国慕尼黑,父亲是奥地利的骑士。她从1933年与荣格工作直至1961年荣格去
  • 李保国李保国(1958年2月-2016年4月10日),河北武邑人,中国林业专家,河北农业大学林学院教授。他扎根太行山区30年,被称为“太行山上新愚公”。1978年3月至1981年2月,就读于河北林业专科学校
  • 悬汞电极悬汞电极(Hanging mercury drop electrode, HMDE)是静止的滴汞电极,重现性好,每次测试间不需要清洗电极,是极谱法和伏安法的理想电极,价格较贵。.
  • 蔡家人蔡家人,又称蔡人,是中国未识别民族之一,主要分布在贵州省和云南省。自称"men˨˩ ni˨˨"。人口约两万余人。通用汉语。目前划为汉族或白族,自称是古代中原蔡国的后代。有自己