Ладонь над горячей плитой чувствует жар, даже когда воздух вокруг кажется прохладным. Нечто похожее происходит с электронами в эффекте Ааронова — Бома: частица ощущает электрическое напряжение, хотя влетает в область, где поле уже выключено. Электрический вариант эффекта — когда напряжение (скалярный потенциал) меняется во времени и сдвигает фазу электронной волны — до сих пор оставался только на бумаге. Никто не ставил опыт с экранированными, меняющимися во времени потенциалами.
Авторы новой работы предлагают закрыть этот пробел. Идея в том, чтобы пропустить одиночные электроны через интерферометр и подать на экранированную область короткий импульс напряжения. Если скалярная часть потенциала — не просто математическая условность, а реальное поле, электрон почувствует его и выдаст характерный фазовый сдвиг. Этот сдвиг зависит от частоты импульса не как синус (обычный вклад), а как единица минус косинус. Два сигнала ортогональны — их можно разделить, плавно меняя частоту.
Опыт потребует пикосекундной точности — время срабатывания импульса сопоставимо с пролётом электрона через прибор. Такие технологии уже есть. По сути, эксперимент задаёт вопрос, который висит в воздухе с 1959 года: условие Лоренца — это просто удобный выбор или фундаментальный закон? Ответ может показать, что «пустое» пространство не такое уж пустое, и электроны чувствуют то, что мы привыкли считать невидимым. Как ладонь над остывающей плитой — тепло ушло, но его след ещё можно уловить.
как её написали авторы, на английском arXiv:2605.08148
The electric Aharonov-Bohm effect -- a time-dependent scalar potential imparting a measurable phase shift on electrons in a region free of electromagnetic fields -- has never been experimentally tested in its original formulation with shielded, time-dependent potentials. This unexplored regime offers a rare opportunity: the Lorenz condition $$\partial_\mu A^\mu = 0$$, a choice that eliminates a scalar degree of freedom from the electromagnetic potential, may not be the last word. If the Stueckelberg scalar $$B = \partial_\mu A^\mu$$ survives as a physical field and couples to matter, it would produce a phase shift with a distinctive $$1-\cos(\omega T)$$ signature -- orthogonal to the standard $$\sin(\omega T)$$ and separable by a frequency sweep even if both contributions coexist. We propose a measurement protocol based on single-electron interferometry with picosecond time resolution, within reach of current technology. The experiment asks a question that has lingered since 1959: is the Lorenz gauge a matter of convenience, or a matter of principle?
Электрический эффект Ааронова — Бома похож на ситуацию, когда греешь руки над выключенной плитой: жар уже исчез, но волна тепла ещё не дошла до ладоней. Только здесь вместо тепла — электрическое напряжение, а вместо ладоней — электрон.