Электромагнитные поля в биосфере. Том 1 - Красногорская Н.
Скачать (прямая ссылка):
Бом и Ааронов обратили внимание на то, что в квантовой механике некоторые эффекты, непосредственно определяются величиной циркуляции, не зависящей от распределения КП /"I, 6 - 9J% Ими, например, рассматри-
валаоь интерференция электронов, проходящих два отверстия в экране, между которыми расположен длинный соленоид пренебрежимо малого сечения. Вне соленоида МП практически отсутствует ( т.е, область является беоси-ловой ), однако Ш отличен от нуля. Поскольку он идет по кругу относительно оси соленоида, набег фазы "справа" и "слева" различен, и интерференционная картина должна смещаться в зависимости от магнитного потока, хотя в той области, где имеется МП; волновая функция электрона пренебрежимо шла.
В.работе ?l J отмечалось, что существуют-две возможности для объяснения подобного результата. Первая - считать, что за взаимодействие ответственно поле Ш - единственное поле, имеющееся там, где движутся частицы,- и тем самым принять его за физическую "реальность". Вторая -говорить о нелокальном действии МП,, что, однако, является разрывом с существующими концепциями поля. Интересно, что Эренберг и Сидзй десятью годами ранее ?10 J рассмотрели ту же задачу, но не сделали, По замечанию Е.Л.Фейнберга ? II], "столь далеко идущих выводов об основах квантовой электродинамики". Сам эффект позднее получил наименование эффекта Ааронова-Бома.
Сразу же после опубликования работы ?lJ было высказано мнение, что если бы эффект Ааронова-Бома существовал, то это не позволило бы наблюдать сколько-нибудь четкие картины интерференции электронов при наличии даже слабых осциллирующих МП ?12 _/. Между тем в выполненных незадолго до этого экспериментах Мартона с сотр, интерференция электронов регистрировалась именно в таких условиях. Однако затем Вернер и Брил в работе ?13], как считалось, показали, что фазовый сдвиг, обусловленный эффектом Ааронова-Бома при движении чаотиц во "внешнем" МП, в данном случае компенсируется смещением, вызванным силой Лоренца. Таким образом, наличие интерференционной картины в экспериментах Мартона с сотр. как раз и свидетельствовало о том, что эффект Ааронова-Бома существует . Позднее оказалось, что теоретический анализ Вернера и Брила неполон и требует существенною уточнения ? 16 ], Однако к этому времени существование эффекта Ааронова-Бома было продемонстрировано прямыми экспериментами.
Работа fl ] вызвала появление большого числа теоретических статей, причем дискуссия вышла за рамки вопроса об "особой роли" потенциалов в квантовой механике. Остановимся на наиболее важных работах, посвященных теоретической интерпретации эффекта Ааронова-Бома ( среди обзорных рвг-бот отметим/¦II, 17 .7).
шайнбарг [ill указал, что эффект, подобный: эффекту Ааронова-Бома, возникает я при классическом описании. Его суть заключается в том, что движущийся электрон индуцирует в соленоиде ток. Квантовая картина отди-
^Полемиву-з трактовкой эффекта Ааронова-Бома в ? 3 J и в ряде других
работ ом. в статьях ? 14, 15 ].
Рис. 83* Схема опыта по интерференции
I - бипризма; 2 - призмы ( их роль могут играть тонкие кристаллические пластинки ); 3 - соленоид; 4 - диэлектрик; 5 - экран
чается от классической тем, что частота волновой функции зависит от энергии взаимодействия, а положение электрона не определено. Хотя взаимодействие можно записать через ВП соленоида, это не дает оснований говорить об "особой роли" потенциалов. К сходным идеям пришел впооледст-вии Бойер До, 18.7. Близки по духу к работам/п, 15, 18 _7работы, объясняющие эффект влиянием Ш1 соленоида на ту часть волнового пакета, которая в него проникает ( обзор ранней дискуссии на эту тему см., например, в [LlJ ; содержание последних препринтов ом. в /"19 ] ).
Для того чтобы исключить возможность такой интерпретации, предложим модификацию опыта Ааронова-Бома, при которой электрон за время пролета в интерферометре не успеет провзаимодействовать с током. Окружим соленоид слоем диэлектрика ( рис. 83 ) о диэлектрической проницаемостью
€ . Будем считать, что электрон ускоряется непосредственно перед бипризмой за времяСоленоид "почувствует" старт электрона через время
U* f (4)
( обозначения см. на рио.^3 )•
Время пролета ~ЬК т —¦ , где V~- скорооть электрона, fc - гео-
метрический фактор, зависящий от конструкции интерферометра (* JT).
Если
гг L-ol (5 )
ТО ^
Чтобы на формирование интерференционной картины не повлияло излучение Вавилова-Черенкова, которое может возникнуть в диэлектрическом слое, вероятность испускания кванта должна быть мала. Вычисления, на которых мы не мояем здесь останавливаться, приводят к следующему условию
, ? 1 /у у ( 6 )
где»./» 2 - Ьл*-, - постоянная тонкой структуры, уь - */с .
Условие ( 5 ) совместно с ( б ) в широкой области параметров.
Итак, в предложенной модификации эксперимента взаимодействие электрона с током в соленоиде будет происходить поз&е-,чем сформируется интер-
