阿哈罗诺夫-玻姆效应

✍ dations ◷ 2025-11-13 14:14:09 #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

  • 南京医科大学南京医科大学(英语:Nanjing Medical University,NMU)是中华人民共和国江苏省的一所全日制本科公办省属普通高等学校,位于南京市江宁区龙眠大道101号。学校现有硕士学位授权点55个
  • 鲜味鲜味(日语:うま味, 英语:umami)和甜、酸、苦、咸一样,为五种基本味觉之一。其词源源自日语“旨味”,概念泛指某种食物十分美味。20世纪以来,科学家一直争论鲜味是否确实是一种基本
  • 鬃狼鬃狼(学名:Chrysocyon brachyurus)是南美洲最大的犬科动物,在葡萄牙语被称为lobo-guará(Guará 狼),瓜拉尼语称为aguara guazu(大狐),在西班牙语中被称为zorro rojizo(红狐),主要分布在
  • 济州市坐标:33°31′N 126°29′E / 33.517°N 126.483°E / 33.517; 126.483济州市(韩语:제주시/濟州市 Jeju si)是一个位于韩国济州特别自治道的一个市级行政区,也是该道的首府,面积97
  • 《纽约时报》公司诉萨利文案纽约时报诉沙利文案(New York Times Co. v. Sullivan, 376 U.S. 254 (1964)),美国最高法院在此案中确立了要求官员或公众人物在指控媒体报道涉嫌诽谤或侵害名誉时必须遵循的真
  • 戴维·索利斯戴维·詹姆斯·索利斯,FRS(英语:David James Thouless,1934年9月21日-2019年4月6日),英国凝聚体物理学家,与邓肯·霍尔丹及约翰·科斯特利茨因“在物质的拓扑相变和拓扑相领域的理论
  • HUNUS娱乐HUNUS娱乐(韩语:후너스 엔터테인먼트,英语:Hunus Entertainment) 为韩国电影、电视剧制作公司、演艺经纪公司。Hunus Entertainment专辑纪录(朝鲜语:후너스 엔터테인먼트의 음반)
  • 蒲草蒲草(英语:bulrush, bullrush)是许多草本植物的通用俗名。就像芦苇一样,许多生长在淡水河边、沼泽湿地的草本水生植物,都被称为蒲草,最常被用来称呼莎草科与香蒲科的植物。蒲草通
  • 凯里·伊卜尼·嘉马鲁丁凯里·伊卜尼·嘉马鲁丁(马来语:Khairy Jamaluddin;1976年1月10日-),马来西亚从政者,为巫统党员。自2008年马来西亚大选以来代表国民阵线当选为森美兰林茂的国会议员。2018年马来西
  • 南希·韦克南希·格蕾丝·奥古斯塔·韦克(英语:Nancy Grace Augusta Wake,1912年8月30日-2011年8月7日)是英国的女间谍,绰号“白鼠”,在第二次世界大战为联军做出了巨大的贡献,曾经获得多国勋