jueves, 9 de enero de 2014

La regla del vector de potencial

Richard Feynman, en sus conocidas clases, inventó un experimento mental para ilustrar una de las más sorprendentes manifestaciones de la mecánica cuántica. Él imaginó un experimento de doble rendija en que los electrones pasan alrededor de un largo y fino solenoide en su trayectoria para formar un patrón de interferencia. Cuando el solenoide se activa, la fase de la función de onda del electrón cambia, aunque no ha campo magnético fuera del bobina, un fenómeno llamado efecto Aharonov-Bohm que ha sido confirmado experimentalmente muchas veces. Ahora, el experimento original de Feynman ha sido realizado experimentalmente de forma más moderna por un grupo de investigadores. Usando un dispositivo llamado un punto cuántico de contacto, han confirmado la visión de Feynman pero también muestra que tales dispositivos pueden ser útiles en espintrónica.

Fuera del solenoide, aunque el campo magnético puede ser extremadamente pequeño, el vector de potencial es distinto de cero. Es este vector de potencial el que afecta a la fase de electrones en vuelo. Para mostrar esto, los investigadores fabricaron un instrumento de difracción microscópico en el cual los electrones pasan a través de un orificio diminuto, con o sin un vector de potencial impuesto por un campo magnético externo. Los resultados muestran que a medida que este vector de potencial se incrementa, el patrón de difracción detectado se desplaza debido al cambio en fase. Y precisamente como Feynman calculó, el cambio de fase es equivalente al desplazamiento del patrón de difracción por la fuerza de Lorentz actuando en las partículas clásicas cargadas. Los investigadores también indican que tales estructuras pueden actuar como controladores de tráfico de electrones, manipulando los electrones polarizados por espín en dispositivos espintrónicos.

Via Physics.aps

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