അഹറൊനോവ്-ബോം പ്രതിഭാസം

ഒരു വൈദ്യുതകാന്തികമണ്ഡലത്തിന്റെ സാന്നിദ്ധ്യമില്ലാത്ത മേഖലയിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ചാർജ്ജുള്ള കണികയിൽ ആ വൈദ്യുതകാന്തികമണ്ഡലത്തിന് സ്വാധീനം ചെലുത്താനാകുന്ന ക്വാണ്ടം പ്രതിഭാസമാണ്‌ അഹറൊനോവ്-ബോം പ്രതിഭാസം. എഹ്‌റെൻബർഗ്-സിഡേ-അഹറൊനോവ്-ബോം പ്രതിഭാസം എന്ന പേരിലും ഇത് അറിയപ്പെടുന്നു. വെർണർ എഹ്‌റെൻബർഗ്, ആർ.ഇ. സിഡേ എന്നിവർ ചേർന്ന് 1949-ൽ ഇങ്ങനെ ഒരു പ്രതിഭാസം സാധ്യമാണെന്ന് പരികൽപന ചെയ്തു. 1959-ൽ യാകിർ അഹറൊനോവ് എന്ന ഇസ്രായേലി ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനും  ഡേവിഡ് ബോം എന്ന ബ്രിട്ടീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനും ചേർന്നാണ്‌ ഈ പ്രതിഭാസം കണ്ടെത്തിയത്.

വൈദ്യുതമണ്ഡലത്തിലും കാന്തികക്ഷേത്രത്തിലും ഈ പ്രതിഭാസം സൈദ്ധാന്തികമായി സാധ്യമാണെങ്കിലും കാന്തികക്ഷേത്രത്തിലാണ്‌ കൂടുതൽ എളുപ്പത്തിൽ നിരീക്ഷിക്കാൻ സാധിച്ചിട്ടുള്ളത്. ഉദാത്തഭൗതികത്തിലെ വൈദ്യുതകാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ഒരു കണികയുടെ മേലുള്ള തദ്ദേശമായ (local) സ്വാധീനത്തെക്കുറിച്ച് അറിവുണ്ടായതുകൊണ്ട് മാത്രം അതിന്റെ ക്വാണ്ടം സ്വഭാവം പ്രവചിക്കാനാവില്ല എന്ന സുപ്രധാനമായ നിരീക്ഷണത്തിന്‌ ഈ പ്രതിഭാസം വഴിവയ്ക്കുന്നു. വൈദ്യുതകാന്തികക്ഷേത്രങ്ങളെപ്പോലെത്തന്നെ അവയുടെ പൊടൻഷ്യലുകളും യഥാർത്ഥമാണെന്നും ഇത് തെളിയിക്കുന്നു.

 ഉദാഹരണം 
രണ്ട് സുഷിരങ്ങളൂള്ള ഒരു പ്രതലത്തിലേക്ക് ഇലക്ട്രോണുകളെ കടത്തിവിടുക. ഇലക്ട്രോണുകളുടെ തരംഗസ്വഭാവം മൂലം വ്യതികരണം നടക്കുന്നു. രണ്ട് സുഷിരങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ഭാഗത്ത് ഒരു സോളിനോയിഡ് (solenoid) സ്ഥാപിക്കുക. സോളിനോയ്ഡിലൂടെ വൈദ്യുതി കടത്തിവിട്ടാൽ വ്യതികരണശ്രേണിക്ക് സ്ഥാനചലനം സംഭവിക്കുന്നു.

ഉദാത്തഭൗതികംഅനുസരിച്ച് സോളിനോയ്ഡിനു പുറത്ത് കാന്തികക്ഷേത്രമുണ്ടാകില്ല. അതിനാൽത്തന്നെ സോളിനോയ്ഡിലൂടെ വൈദ്യുതി കടത്തിവിടുന്നതുകൊണ്ട് ഇലക്ട്രോണുകൾക്കും വ്യതികരണശ്രേണിക്കും മാറ്റമൊന്നും സംഭവിക്കരുതാത്തതാണ്‌.

എന്നാൽ ക്വാണ്ടം ഭൗതികത്തിൽ മണ്ഡലങ്ങളെപ്പോലെത്തന്നെ പൊടൻഷ്യലുകൾക്കും പ്രാധാന്യമുണ്ട്. കാന്തികപൊടൻഷ്യലിൽ മാറ്റം വരുമ്പോൾ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഫേസിലും മാറ്റം വരും എന്ന തത്ത്വമുപയോഗിച്ച് ക്വാണ്ടം ഭൗതികത്തിന്‌ ഈ പ്രതിഭാസം വിശദീകരിക്കാൻ സാധിക്കുന്നു.

 ചരിത്രം 
ഈ പ്രതിഭാസം ആദ്യമായി പരികൽപന ചെയ്തത് 1949-ൽ വെർണർ എഹ്‌റെൻബർഗ്, ആർ.ഇ. സിഡേ എന്നിവർ ചേർന്നാണ്‌. ഇതിനെക്കുറിച്ച് അറിയാതിരുന്ന അഹറൊനോവും ബോമും ചേർന്ന് 1959-ൽ ഇതിനെക്കുറിച്ചുള്ള സിദ്ധാന്തീകരണം നടത്തി. ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ പുറത്തുവന്ന ശേഷം മുൻപറഞ്ഞ പരികൽപനയെക്കുറിച്ച് അറിഞ്ഞ അവർ അത് അംഗീകരിക്കുകയും പരികൽപന നടത്തിയവർക്ക് കടപ്പാട് രേഖപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്തുPeat, F. David, Infinite Potential: The Life and Times of David Bohm (Addison-Wesley: Reading, MA, 1997). ISBN 0-201-40635-7..

1986-ൽ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിൽ ഈ പ്രതിഭാസം ആദ്യമായി നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടുOsakabe, N., T. Matsuda, T. Kawasaki, J. Endo, A. Tonomura, S. Yano, and H. Yamada, "Experimental confirmation of Aharonov-Bohm effect using a toroidal magnetic field confined by a superconductor." Phys Rev A. 34(2): 815-822 (1986).. ഒരു അതിചാലകത്തിലായിരുന്നു ഈ നിരീക്ഷണം. ഇതിനുശേഷം അതിചാലകങ്ങളല്ലാത്ത വസ്തുക്കളിലും കാർബൺ നാനോട്യൂബുകളിലും കാന്തികക്ഷേത്രത്തിലെ പ്രതിഭാസം നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. വൈദ്യുതമണ്ഡലത്തിലെ അഹറൊനോവ്-ബോം പ്രതിഭാസം ആദ്യമായി നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടത് 1998-ലാണ്‌van Oudenaarden, A., M. H. Devoret, Yu. V. Nazarov, and J. E. Mooij, "Magneto-electric Aharonov-Bohm effect in metal rings," Nature 391, 768–770 (1998).

 അവലംബം 

വർഗ്ഗം:ക്വാണ്ടം ഭൗതികം
വർഗ്ഗം:ഭൗതികപ്രതിഭാസങ്ങൾ