Analisis kuantum dan verifikasi efek Aharonov Casher

PARTINI, Juliasih, Prof.Drs. H. Muslim, PhD

2001 | Tesis | S2 Fisika

Interaksi partilcel bermuatan dan netral namun bermomen magnet intrinsilc dengan medan elektromagnet dalam alam mikro memunculkan keaktualan peranan potensial elektromagnet seperti ditegaskan dalam teori kuantum yang menjelaskan interaksi elektromagnetik melalui persyaratan invariasi tera. Dalam efek Aharonov-Bohm (A-B) yang terjadi pada dua berkas elektron koheren yang melewati sistem dua celah, pola interferensi yang timbul bergeser akibat disisipkannya suatu solenoid panjang diantara kedua berkas elektron tersebut, pergeseran pola ditentukan oleh vektor potensial magnet& A pada persamaan fungsi gelombangnya. Aharonov dan Casher mengemukakan secara teoretis komplemen efek Aharonov-Bohm yang menyangkut peran potensial listnic skalar 9 pada berkas neutron dengan suatu momen dipol magnetik internaL Suatu pergeseran pola interferensi yang serupa terjadi pada interferensi dua berkas neutron yang koheren ketilca solenoid pada eksperimen A-B diganti dengan muatan listrilc garis dan elektron diganti dengan berkas neutron terpolarisasi. Hamiltonan efektif kedua efek digunakan untuk menentukan pola interferensi. Dibahas eksperimen pembuktian terjadinya efek Aharonov-Bohm yang dilakukan oleh Tonomura pada tahun 1982 dengan menggunalcan holografi elektron dengan suatu toroida feromagnetilc kecil sebagai sumber suatu fluks magnet. Efek Aharonov-Casher yang diuji oleh A. Cimmino pada tahun 1989 dengan suatu interferometer neutron kristal tunggal Bonse-Hart juga dibahas. Kedua hasil ekperimen tersebut mengarah pada hasil yang sama: suatu pergeseran Ease pada pola interferensi yang teramati secara kuantitatif dapat dijabarkan sebagai aldbat dari pengaruh komponen potensial elektrodinamik.

The interaction of charged and uncharged particles with intrinsic magnetic moment for the latter with an electromagnetic field in the microworld brings out the actual role of the electromagnetic potentials as emphasized in quantum theory which generate electromagnetic interaction via gauge invariance requirement. In the Aharonov-Bohm (A-B) effect (dealing with two electron coherent beams passing a double slit system), the resulting interference pattern is shifted by the insertion of a very long solenoid between the two electron beams with an influence described by the magnetic vector potential A on the electron wave functions. Aharonov and Casher presented the complement of the Aharonov-Bohm effect involving the role of the electric scalar potential on a beam of neutrons each carrying an internal magnetic dipole moment. A similar shift in the interference pattern is found involving two coherent neutron beam interference, where the solenoid in the A-B arrangement is replaced by an electric line charge, and the electrons by polarized neutrons. The effective Hamiltonian describing the two effects is used to determine the interference pattern. The experiment to verify the existence of the Aharonov-Bohm effect which have been performed using an electron holography with a small toroidal ferromagnetic substance confining a magnetic flux by Tonomura in 1982 is discussed. The Aharonov-Casher effect, which was conducted using a Bonse-Hart single-crystal neutron interferometer by A. Cimmino in 1989, is also discussed. Both experimental results lead to the same phenomenon: a phase shift in the observed pattern interference quantitatively explained as caused by the influence of the proper component of the electrodynamic potentials.

Kata Kunci : Mekanika Kuantum, Efek Aharonov, Casher