アハラノフ=ボーム効果のソースを表示

'''アハラノフ=ボーム効果'''（アハラノフ=ボームこうか、Aharonov-Bohm effect、「'''AB効果'''」とも言う。）は、[[電子]]が[[電場]]、[[磁場]]が存在しない空間でも[[電磁ポテンシャル]]の影響を受ける現象である。電磁ポテンシャルは[[スカラー]]、[[ベクトル]]どちらでも成り立つ。
表記・発音に関して「アハロノフ=ボーム効果」とする意見もある。

==概略==
[[1959年]]、[[ヤキール・アハラノフ]] (Y. Aharonov) と[[デヴィッド・ボーム]] (David Bohm) が理論的にその存在を予言した<ref>{{cite journal|doi=10.1103/PhysRev.115.485|author=Y. Aharonov and D. Bohm|journal= Phys. Rev. |volume=115|year= 1959|pages= 485-491|url=http://prola.aps.org/abstract/PR/v115/i3/p485_1|title=Significance of electromagnetic potentials in the quantum theory}}</ref>。[[古典論]]での電磁気学の範疇では、ポテンシャルの影響は受けない。[[量子力学]]における電子の[[ハミルトニアン]]がポテンシャルの項を含むことと深く関係している。

==検証==
アハラノフ、ボームの指摘以来、長らく検証実験が試みられたが確かな証拠が得られないまま、その存在に懐疑的な意見もあったが、[[1986年]]、[[外村彰]]により[[電子線ホログラフィー]]の手法を用いて、その存在が実証された。

それまで実験が困難だった原因は一つに、磁場や電場が完全に存在しない条件を満足することが困難だったことがある。それまでの実験では有限の長さの[[コイル]]が使用されたが、この場合コイルに端が存在し、そこからの磁場の漏れによる影響が無視できなかった。コイルを[[ドーナツ]]状（リング状）にすれば、理想的には磁場は漏れ出さないが、[[陰極線|電子線]]の[[波長]]の要請から、それは非常に微細（数マイクロ[[メートル]]オーダー）にする必要があった。

外村の検証実験では、非常に微細なドーナツ状の[[磁石]]（ドーナツ内に磁場が存在）を[[超伝導体]]で取り囲み、超伝導転移温度以下にしておく。このため、[[マイスナー効果]]により当該磁石の磁場は、ドーナツ外部に漏れ出すことを完全に防ぐことができる。この状態で、電子線をそれぞれ、そのドーナツ状の部分の孔の中と、ドーナツ状磁石の外側とに通し、各々の位相の差を、前述の電子線ホログラフィーを使って[[干渉 (物理学)|干渉縞]]の形で[[観測]]した。観測の結果、二つの場合の間にπ（半波長）だけの[[位相]]差が存在し、磁場が完全にない状態で、電子線が[[電磁ポテンシャル]]（この場合は、[[ベクトルポテンシャル]]）の影響を受けていることが実証された。

==脚注==
{{Reflist}}

== 外部リンク ==
*[http://www.ieice.or.jp/jpn/books/kaishikiji/200012/20001201-1.html 電子波で見る電磁界分布 【ベクトルポテンシャルを感じる電子波】外村彰 電子情報通信学会誌 Vol.83 No.12 pp.906-913(2000 年 12 月)]

==関連記事==
*[[物性物理学]]

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[[Category:量子力学]]
[[Category:物理現象]]