Эффект Ааронова-Бома

В 1959 году Якир Ааронов и Дэвид Бом обратили внимание на то, что электромагнитный вектор-потенциал должен сдвигать фазу волновой функции электрона на величину

Ааронова-Бома эффект - квантовомеханический эффект, характеризующий влияние внешнего электромагнитного поля, сосредоточенного в области, недоступной для заряженной частицы, на ее квантовое состояние. Наличие такого нелокального воздействия электромагнитного поля на заряженную частицу, исчезающего в классическом пределе, подчеркивает, что при квантовом рассмотрении взаимодействие заряженной частицы с электромагнитным полем не сводится к локальному действию на нее силы Лоренца. Возможность эффекта формально обусловлена тем, что уравнение Шредингера для волновой функции заряженной частицы во внешнем электромагнитном поле содержит потенциал этого поля. Он определяет фазу волновой функции и при выборе подходящей геометрии опыта приводит к наблюдаемому интерференционному эффекту даже при отсутствии прямого силового воздействия поля на частицу. Этот эффект но зависит от выбора калибровки потенциалов и обусловлен разницей фаз вдоль различных возможных путей распространения частицы.

На слайде 10 показана схема эксперимента по наблюдению магнитного эффекта Ааронова-Бома. Пучок электронов, испускаемый из источника, в плоскости «а» расщепляется таким образом, чтобы он огибал магнитный поток с двух сторон. В плоскости «б» парциальные электронные пучки сливаются, и электронные волны интерферируют друг с другом. Относительная фаза электронов в двух пучках определяется магнитным потоком Ф проходящим между двумя путями движения электронов. При изменении Ф будет меняться интерференционная картина, а следовательно, проводимость структуры. Впервые эффект Ааронова-Бома наблюдался в цепи, состоящей из тонкого металлического золотого кольца с двумя токоподводами.

Возможно также электростатическое управление интерференционной картиной. Подобный эффект наблюдался в структурах изображенный на рисунке. Изменение напряжения на конденсаторных электродах приводило к смешению осцилляций обусловленных изменением магнитного поля.

Дата добавления: 2015-10-24