Efectul Aharonov-Bohm

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare

Efectul Aharonov-Bohm (numit astfel dupa David Bohm și Yakir Aharonov) este un fenomen din mecanica cuantică, în care o particula incarcata electric este influentata de un camp electromagnetic, desi aceasta particula se afla intr-o regiune in care valoarea celor 2 vectori (E, B) este egala cu zero. Principala cauza a efectului este faptul că influența este realizata de către potențialul electro-magnetic, și nu de către câmpul magnetic sau electric în sine. In 1949 Ehrenberg si Sidey, apoi in Bohm si Aharonov au observat ca interferenta intre 2 fascicole de electroni poate fi modificata de un camp electromagnetic chiar daca acesta actioneaza in afara traiectoriilor celor 2 electroni. Acest efect demonstreaza ca impulsul unei particule de sarcina q este egala cu qA, unde A este potentialul. In fizica cuantica, potentialul actioneaza asupra particulelor doar prin defazarea acestora in spatiu.


In cadrul experimentului, fascicolele de electroni trec pe langa diferite părti ale unui cilindru cu un anumit câmp magnetic B. Cilindrul este inconjurat de un zid, care nu poate fi penetrat de particule, iar în exteriorul cilindrului, câmpul magnetic este zero. Totusi, rezultatul experimentului depinde de prezenta câmpului magnetic, fiindcă potențialul-vector A este inca, in primul caz, prezent in exteriorul cilindrului. Suprapunerea funcției de undă în spatele cilindrului rezulta într-un model de interferență, care este influentat de vectorul-potential, deoarece funcțiile de undă obtinute pe traiectoriile din dreapta si din stânga cilindrului prezinta defazari diferite. Matematic, acest lucru explica faptul că rotația potențialului-vector este egala cu zero, dar din cauza faptului ca spatiul nu este conex (cilindru reprezinta o gaură in spatiu - iar cele 2 fascicole sunt topologic distincte), în calcul integralele pe contur nu dispar, ramanand astfel un efect net.

Astfel, in fizica cuantica, potentialul electromagnetic are o importanta mai mare decat campurile electric si magnetic.