Când ne referim la influenţa unui câmp electromagnetic asupra unor particule fundamentale, trebuie să luăm în calcul şi spaţiul unde nu se regăseşte un câmp electromagnetic, nu doar zona unde este acesta localizat. Citiţi despre efectul Aharonov-Bohm.
Minuni cuantice: inseparabilitatea cuantică (5)
Iată un exemplu frumos de ciudăţenie cuantică. Luaţi un magnet de formă toroidală şi înfăşuraţi un scut rotund de metal în jurul marginii interioare a acestuia, astfel încât niciun câmp magnetic să nu se poată scurge în scobitura magnetului. Apoi lansaţi un electron spre gaura torului magnetic.
Nu există niciun fel de câmp la nivelul scobiturii, astfel încât electronul va acţiona ca şi cum la nivelul găurii nu există niciun câmp magnetic, nu? Greşit. Unda asociată cu deplasarea electronului resimte un impuls ca şi când ar exista ceva acolo.
Werner Ehrenberg şi Raymond Siday au fost primii care au remarcat că acest comportament poate fi explicat prin intermediul ecuaţiei lui Schrödinger (vezi şi articolul "Minuni cuantice: efectul Zeno cuantic"). Acest fapt s-a întâmplat în 1949, dar rezultatul lor a trecut neobservat. Zece ani mai târziu, Yakir Aharonov şi David Bohm, care lucrau la Universitatea din Bristol, în Marea Britanie, au redescoperit efectul şi, dintr-un un motiv oarecare, numele lor au rămas asociate cu acest fenomen.
Deci, ce se întâmplă? Efectul Aharonov-Bohm este dovada că există mai multe aspecte legate de câmpurile electrice şi magnetice decât se presupune în general. Nu putem calcula magnitudinea efectului asupra unei particule doar prin luarea în considerare a proprietăţilor câmpurilor electrice şi magnetice prezente acolo unde se află particula. Este nevoie, de asemenea, să luăm în considerare aceste proprietăţi şi acolo unde nu rezidă particula.
Încercând să găsească o explicaţie, fizicienii au decis să arunce o privire asupra unei proprietăţi a câmpului magnetic cunoscute sub numele de potenţial vector. Pentru o lungă perioadă de timp, potenţialele vector au fost considerate simple instrumente matematice uşor de mânuit, un mod elegant de a exprima proprietăţile electrice şi magnetice care nu au asociată nicio semnificaţie în lumea reală. Totuşi, se pare că acestea descriu un fenomen foarte real.
Efectul Aharonov-Bohm arată că potenţialul vector creează un câmp electromagnetic mai mare decât suma componentelor sale. Chiar şi atunci când un câmp nu este prezent, potenţialul vector exercită totuşi o anumită influenţă. Această influenţă a fost pusă în evidenţă cu certitudine pentru prima dată în 1986, atunci când Akira Tonomura şi colegii săi de la laboratoarele Hitachi din Tokyo, Japonia, au măsurat efectul resimţit de un electron (Physical Review Scrisori, vol. 48, p. 1443).
Deşi este departe de a fi un fenomen cotidian, efectul Aharonov-Bohm s-ar putea dovedi util în lumea reală, de exemplu pentru senzorii magnetici sau pentru condensatoarele sensibile la prezenţa unui câmp şi la bufferele de stocare a datelor folosite în cadrul computerelor optice.
Minuni cuantice: supraconductor, suprafluid, suprasolid (7)
Textul de mai sus reprezintă traducerea şi adaptarea articolului The field that isn't there, publicat de New Scientist. Reed Business Information Ltd şi New Scientist nu îşi asumă nicio responsabilitate privind eventuale erori de traducere.
Traducător: Ecaterina Pavel