efecto Aharonov-Bohmefecto

En 1959, Yakir Aharonov y David Bohm predijeron teóricamente que en mecánica cuántica los potenciales electromagnéticos desempeñan un papel más fundamental que los campos. Propusieron un experimento mental: la interferencia de electrones cambia incluso cuando estos se mueven por una región con campos eléctrico y magnético nulos, siempre que exista un potencial vectorial A distinto de cero. Esto desafiaba la visión clásica, según la cual solo los campos son físicamente significativos. La confirmación experimental en 1960 demostró que tenían razón.

Imagine un tubo alrededor del cual se enrolla un cable con corriente; el campo magnético solo existe dentro del tubo. Los electrones que vuelan por fuera, en principio, no deberían sentir el campo, pues en la zona por la que pasan el campo es nulo. Pero la mecánica cuántica muestra otra cosa: las ondas de los electrones que rodean el tubo por lados opuestos sufren un desplazamiento de fase, y la diferencia de fase depende del flujo magnético dentro del tubo. Este cambio se observa en la modificación del patrón de interferencia (alternancia de franjas claras y oscuras).

El efecto Aharonov-Bohm es un fenómeno cuántico en el que el patrón de interferencia de partículas cargadas se desplaza en presencia de un potencial electromagnético (vectorial A o escalar φ), incluso si las partículas atraviesan regiones con campos E y B nulos. Formalmente, la fase de la función de onda Ψ adquiere un término adicional: exp(ie/ħ ∫ A·dl), de donde la diferencia de fase es Δφ = eΦ/ħ, siendo Φ el flujo magnético dentro del contorno cerrado. Este efecto demuestra la no localidad de la mecánica cuántica: el campo en un punto afecta a partículas que nunca han estado allí.