Simulation interactive de l'effet Aharonov-Bohm : ajustez le flux magnétique pour observer le déphasage quantique et les changements du motif d'interférence
En électrodynamique classique, la force électromagnétique dépend uniquement des champs E et B locaux. En 1959, Aharonov et Bohm ont prédit un effet purement quantique : une particule chargée acquiert un déphasage même en traversant une région où B = 0, tant que la région renferme du flux magnétique. Le déphasage est δφ = (e/ℏ)Φ, où Φ₀ = h/e est le quantum de flux. Confirmé expérimentalement par Tonomura et al. (1986), prouvant la réalité physique du potentiel vecteur A.
L'intensité est I = |ψ₁ + ψ₂|² = I₁ + I₂ + 2√(I₁I₂)cos(φ₁ - φ₂ + δφ_AB). Pour δφ_AB = 0 : maximum central en θ = 0. Pour δφ_AB = π : les interférences constructive et destructive s'échangent. Un déphasage de 2π restaure le motif (invariance de jauge).
Physique fondamentale : le potentiel vecteur A est physiquement réel. Phase de Berry (1984). Isolants topologiques. SQUID : magnétomètres mesurant jusqu'à 10⁻¹⁵ T. Informatique quantique topologique utilisant des anyons.
Le canvas supérieur montre une expérience de double fente avec un solénoïde. Ajustez le flux Φ/Φ₀ et observez le déplacement du motif d'interférence. Le déphasage est δφ = 2π(Φ/Φ₀). Flux nul : motif standard. Φ/Φ₀ = 0,5 : décalage d'une demi-frange. Φ/Φ₀ = 1 : motif identique au cas nul.