Статья: Силовые поля или потенциалы?
Природа осцилляций, обнаруженных Шарвиным, совершенно другая. При рассеянии на примесях электрон переходит из точки A в точку B. Среди всех траекторий имеются траектории без пересечений и самопересекающиеся траектории:
В первом случае при рассеянии электрон из точки A в точку B может перейти по различным траекториям, при этом их длины могут сильно различаться. Поскольку траекторий по существу бесконечное множество, то интерференционные эффекты будут не существенны. Другое дело траектории с самопересечением. Здесь интерференция является важной, поскольку такую траекторию можно рассматривать как две траектории перехода электрона из точки A в точку B с движением электрона в петле по часовой стрелке или против часовой стрелки. Амплитуды этих переходов складываются, давая вклад вдвое больший нежели без учета интерференции. Естественно, эти процессы рассеяния дают вклад в электросопротивление. При включении магнитного поля интерференция электронов движущихся по траекториям с самопересечением исчезает, поскольку импульс электрона P заменяется кинетическим импульсом
|
П | = |
P | +e· |
A |
для электрона, движущегося по часовой стрелке в петле, и
|
П | = - |
P | +e· |
A |
для электрона, движущегося в обратном направлении. Это приводит к уменьшению вклада процессов с самопересечением в рассеяние и снижению электросопротивления.
В заключение, возвращаясь к вопросу, вынесенному в заголовок этой заметки, думаю можно надеятся, что читатель готов понять: почему концепция силовых полей в современной квантовой теории потихоньку ушла на задний план, уступив место концепции потенциалов? В каком-то смысле эффект Ааронова-Бома позволил ясно осознать, что изгнание силовых полей из квантовой теории - явление совсем не случайное, а вполне закономерное, отражающее более сложный характер влияния электромагнитного поля на движение электрона, нежели просто возникновение дополнительной силы Лоренца.
В заключение, хочется сказать, что в этой заметке мы затронули ряд вопросов, которые демонстрируют, на наш взгляд, очень тесную и глубокую связь принципиальных аспектов физики, таких, например, как описание взаимодействия электрона с электромагнитным полем, и чисто прикладных, казалось бы, давно решенных проблем, как измерение электрического сопротивления. Учет квантовых интерференционных поправок в проблеме вычисления электросопротивления почти через 30 лет после основополагающей работы Ааронова и Бома фактически привел к созданию нового направления - мезоскопической физики, которое успешно развивается и стало едва ли не самым модным направлением в современной физике твердого тела.