阿哈羅諾夫-玻姆效應(yīng)
磁場阿哈羅諾夫-玻姆效應(yīng)
量子力學(xué)理論內(nèi),對在磁場里運動做以下處理:動量算符加入矢勢項
和粒子波函數(shù)在從時間t{\displaystyle t}到t′ ′ -->{\displaystyle t^{\prime }}期間兩點間運動的波幅多得到一個復(fù)數(shù)相:
其中ξ ξ -->{\displaystyle \xi }是任意從(t,r){\displaystyle (t,\mathbf {r} )}到(t′ ′ -->,r′ ′ -->){\displaystyle (t^{\prime },\mathbf {r} ^{\prime })}的路徑。
觀察阿哈羅諾夫-玻姆效應(yīng)的雙縫實驗:電子穿過兩個窄縫后在遠處螢?zāi)划a(chǎn)生干涉圖樣。雖然電子路徑并沒有經(jīng)過有磁場的空間、雙縫后面的線圈形成磁場使干涉圖樣偏移
因此粒子如果透過某連接兩點的路徑1從一點運動到另外一點,相比磁場強度為零的差別是多出的波函數(shù)復(fù)相:
如果有另外連接同樣兩點的路徑2,那波函數(shù)將得到不同的復(fù)相。兩路徑得到相位之差為:
其中Φ Φ -->B{\displaystyle \Phi _{\rm {B}}}為兩路徑圍起面積的磁通量。
雖然波函數(shù)的相位在量子理論里不是可測量物理量,但是相位差可以透過干涉實驗來測量。因此此矢勢引起的相位差可以透過在電子雙縫實驗的雙縫后加入磁場觀察。如圖示。雖然電子的路徑經(jīng)過的地方磁場強度為零,但是有大于零的矢勢強度。因此電子在螢?zāi)簧系母缮鎴D樣得到比沒有磁場的時候平移。
實際的實驗由日立公司的科學(xué)家率先完成。
參考文獻
Aharonov, Y.; Bohm D. (1959). "Significance of electromagnetic potentials in quantum theory". Phys. Rev. 115: 485-491.
Osakabe, N., T. Matsuda, T. Kawasaki, J. Endo, A. Tonomura, S. Yano, and H. Yamada, "Experimental confirmation of Aharonov-Bohm effect using a toroidal magnetic field confined by a superconductor." Phys Rev A. 34(2): 815-822 (1986).
^Griffiths, David J., Introduction to Quantum Mechanics (2nd ed.), Prentice Hall, 2004, ISBN 0-13-111892-7
免責(zé)聲明:以上內(nèi)容版權(quán)歸原作者所有,如有侵犯您的原創(chuàng)版權(quán)請告知,我們將盡快刪除相關(guān)內(nèi)容。感謝每一位辛勤著寫的作者,感謝每一位的分享。
- 有價值
- 一般般
- 沒價值
{{item.userName}} 舉報
{{item.time}} {{item.replyListShow ? '收起' : '展開'}}評論 {{curReplyId == item.id ? '取消回復(fù)' : '回復(fù)'}}
{{_reply.userName}} 舉報
{{_reply.time}}