Interaktive Simulation des Aharonov-Bohm-Effekts: Einstellen des magnetischen Flusses durch eine Spule zur Beobachtung der Quantenphasenverschiebung
In der klassischen Elektrodynamik hängt die Kraft nur von lokalen E- und B-Feldern ab. 1959 sagten Aharonov und Bohm einen rein quantenmechanischen Effekt voraus: geladene Teilchen erlangen eine Phasenverschiebung selbst in Regionen wo B = 0. Die Phasendifferenz ist δφ = (e/ℏ)Φ. Experimentell bestätigt von Tonomura et al. (1986).
Die Intensität ist I = |ψ₁ + ψ₂|² mit AB-Phasenverschiebung δφ_AB. Bei δφ = π tauschen sich konstruktive und destruktive Interferenz. Eine Verschiebung um 2π stellt das Originalmuster wieder her.
Das Vektorpotential A ist physikalisch real. Berry-Phase (1984). Topologische Isolatoren. SQUID-Magnetometer messen bis 10⁻¹⁵ T. Topologische Quantencomputer nutzen topologische Phasen.
Stellen Sie den magnetischen Fluss Φ/Φ₀ ein und beobachten Sie die Verschiebung des Interferenzmusters. δφ = 2π(Φ/Φ₀). Bei Φ/Φ₀ = 1 ist das Muster identisch mit null Fluss.