A la fin du 19ème siècle, Maxwell, qui a établi un système assez complet pour apprendre la théorie électromagnétique classique, ce système peut être expliqué à cette époque presque tous les phénomènes électromagnétiques. Dans ce système, il y a une quantité très spéciale - le potentiel vecteur magnétique, en prenant la boucle du potentiel vecteur magnétique, nous pouvons obtenir la densité de flux magnétique.
« La Théorie générale de l'électromagnétique » livre de Maxwell, était au courant de la théorie électromagnétique classique (Source: couverture du livre)
Cependant, le potentiel vecteur magnétique et la densité de flux magnétique est pas l'un à un, si le potentiel vecteur suivi d'un montant supplémentaire de termes complets dérivés, on peut toujours obtenir la même densité de flux magnétique, et cette transformation est aussi appelée transformation de jauge. C'est, le potentiel vecteur magnétique est modifié spécification (donc la spécification devenir potentiel), et la densité de flux magnétique sont invariantes de jauge.
Tout au long, nous pensons que le monde physique ne peut pas dépendre de la façon dont nous sélectionnons la spécification. Par conséquent, dans ce sens, les gens ont cru le potentiel vecteur magnétique est pas physique. Parce qu'il ne peut pas être observée directement, mais fournit un calcul mathématique pratique, ne peut pas tenir compte de tout physique. Cette prise de conscience dans l'esprit des gens a été en cours depuis près d'un siècle, jusqu'en 1959, Aharonov - Bohm avéré, le peuple de ce concept a commencé à vaciller.
Aharonov - Bohm
En 1959, Aharonov et Bohm duo a publié un article dans "Physical Review". Papier, ils ont proposé une interférence de l'expérience hypothétique (ci-dessous) mouvement des électrons dans un champ magnétique: deux faisceaux d'électrons simultanément à partir du point A, respectivement, à travers B, C et ensuite simultanément arriver au point F, et placé un ABFC intermédiaire spiro tube à rayons X, on a constaté que le calcul théorique de la différence entre les deux faisceaux d'électrons atteint finalement un point de phase fixe F, la différence de phase ne dépend que du flux magnétique dans l'électro-aimant, et l'espace ne dépend pas de potentiel de jauge de sélection, à savoir il est une jauge invariant.
effet AB Schéma (Source: Référence )
Notre analyse minutieuse est pas difficile de trouver, pour un tel système, le champ magnétique existe seulement à l'intérieur du solénoïde, tout le chemin ABFC, les électrons sont sent pas le champ magnétique, puisque ne se sentent pas le champ magnétique, deux voies est complètement symétrique, viennent ensuite la différence de phase de?
explication Aharonov-Bohm est donnée avec: dans le champ électromagnétique, l'induction magnétique ne contient pas toutes les informations, ce qui est plus essentiel au potentiel de jauge. Parce que, bien que les deux faisceaux d'électrons au cours de la campagne ne se sentent pas l'induction magnétique, mais son mouvement a été ressenti par le potentiel vecteur est pas la même, la différence de phase cumulative. Par conséquent, cette expérience de pensée illustre le potentiel de la jauge elle-même peut avoir un effet direct observable, est non seulement une astuce mathématique, il peut correspondre à la réalité physique.
Bientôt, la deuxième année, la théorie Aharonov et Bohm a été confirmée par Chambers (Chambers) expérience. Plus tard, le phénomène est également connu comme les milieux universitaires Aharonov - Bohm, appelé effet AB. Il convient de mentionner que, A et B sont tous deux à deux initiales de découvreur, les lettres sont également marquées avec le potentiel vecteur magnétique d'induction magnétique, par conséquent, il donne également l'effet d'un autre AB sens plus profond.
Yakir Aharonov (Source: Wikipedia)
David Bohm (Source: Wikipedia)
Remarque: vous ne pouvez le potentiel jauger pour produire des effets observables, mais en soi pas une mesure importante parce que des quantités invariante jauge peut être importante mesure. AB effet, le potentiel généré par le cahier des charges de cette différence de phase est directement invariant de jauge, est observable.
phase de Berry
En 1984, Bailey dans l'étude a révélé que, quand un système hamiltonien dépend d'un variant dans le temps de cycle variable, dans des conditions d'approximation adiabatique, l'évolution du système après une période de temps, en plus d'une puissance cumulée inhérente en dehors de la phase scolaire, il y aura plus d'une phase particulière.
Michael Berry (Source: Wikipedia)
Après une étude attentive de cette particulière phase de découverte de Berry, ce fait ne dépend pas des conditions adiabatiques de phase, il est les propriétés intrinsèques des systèmes, tout ne dépend pas de changements dans le paramètre de chemin ne dépend que de ses valeurs initiales et finales. Ainsi, cette phase particulière de Berry a appelé une phase géométrique, aussi appelée descendants phase de Berry.
En ce qui précède, nous constatons que l'effet AB et la phase Berry semble être en plus de tous les autres à l'extérieur concerné, sans aucune phase de contact. En fait, ils ont tous la même structure mathématique. On peut penser effet AB est une phase mise en uvre physique spécifique Berry, phase de Berry est un effet large AB.
la phase géométrique et topologique
AB effet de phase Berry et en plus des spécifications établies un potentiel est plus essentiel, et peut produire des effets observables autres que directs. Une autre valeur importante est que cela nous aide à une meilleure compréhension de la physique des effets topologiques. Nous avons déjà mentionné, le changement de phase Berry ne dépend pas du paramètre de chemin, cette fonction est en fait ce que nous appelons la topologie, à savoir la déformation continue reste inchangée.
Par exemple, la physique de la matière condensée est maintenant très chaud et topologiques superconducteurs isolants topologiques, sont étroitement liés à la phase de Berry. Nous savons que dans le corps isolant topologique, le nombre de Chen est une quantité physique très important, car il peut caractériser les deux états différents de la matière si topologiquement équivalente, en fait, cela est temps 2¶ le nombre de la phase Chen Berry dans l'espace de l'élan. Autre exemple, un système solide au cours des dernières années, nous sommes très préoccupés par les fermions de Majorana, de stimuler l'effet AB de cette quasi-particule est également indissociable.
2016 Prix Nobel de physique a été décerné à David Solis, Duncan Haldane et Michael Koster Leeds, récompense, ils ont découvert la topologie et la transition de phase topologique phase de matériau (en théorie Source: Prix Nobel site officiel)
Écrit dans la dernière
Dans l'ensemble, l'effet AB et la phase Berry a été trouvé pour améliorer la théorie de base de la mécanique quantique joue un rôle irremplaçable, mais aussi approfondi notre compréhension et la connaissance de l'état topologique de la matière.
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références
Wikipedia, l'effet Aharonov-Bohm, https: //en.wikipedia.org/wiki/Aharonov-Bohm_effect
Wikipedia, phase géométrique, https: //en.wikipedia.org/wiki/Geometric_phase
... Aharonov, Y; Bohm, D (1959) "Signification des potentiels électromagnétiques en théorie quantique" Physical Review 115 (3): 485-491.
. M. V. Berry (1984) "Facteurs Quantique Phase d'accompagnement Changements adiabatiques" __gVirt_NP_NNS_NNPS
