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南开物理学家提出量子力学中的新型自旋矢量势
南开大学理论物理系的研究人员提出了关于自旋矢量势的突破性假设，并通过自旋阿哈罗诺夫-玻姆 (AB) 效应对其进行了验证。这项研究由南开大学陈景玲教授及其学生范星燕和谢祥如领导，提出了一种理解相互作用的新方法 […]
来源:科学特色系列南开大学理论物理系的研究人员提出了关于自旋矢量势的突破性假设，并通过自旋阿哈罗诺夫-玻姆 (AB) 效应对其进行了验证。这项研究由南开大学陈景玲教授及其学生范星燕和谢祥如领导，提出了一种理解自旋与电磁势之间相互作用的新方法。该研究发表在《基础研究》杂志上。
“阿哈罗诺夫-玻姆效应是一种典型的量子现象，带电粒子尽管处于无场区域，也会受到电磁势的影响。这凸显了势在量子物理中的重要性，”陈教授解释说。他进一步补充道，“我们的工作将这个概念扩展到自旋，提出了自旋矢量势，并通过类似于经典双缝干涉实验的思想实验展示了其效应。”
研究团队提出，自旋粒子会诱导自旋矢量势，这可以通过双缝实验观察到。这种思想实验涉及一个电子穿过两个狭缝，并在狭缝后面放置一个自旋源。由此产生的干涉图样与传统干涉图样不同，表明了自旋矢量势的影响。这种效应称为自旋 AB 效应，它反映了传统的磁 AB 效应，但用自旋代替了磁场。
该假设是通过考虑角动量算符并从数学上推导出自旋矢量势而得出的。该团队还探讨了这种势在解释各种自旋相互作用方面的含义，包括 Dzyaloshinsky-Moriya (DM) 相互作用和偶极-偶极相互作用。这些相互作用是凝聚态物理学的基础，当考虑自旋矢量势时，它们自然地从狄拉克汉密尔顿量中浮现出来。