高电荷粒子的双缝衍射：尼尔斯·玻尔关于电磁场必须量子化的一致性论证
量子物理
2009-04-28 v1 其他凝聚态物理
高能物理 - 理论
摘要
我们分析了尼尔斯·玻尔提出的高电荷粒子双缝干涉实验，该实验论证了基本量子力学的一致性要求电磁场必须量子化。在该实验中，通过测量粒子在远处产生的库仑场来确定其穿过狭缝的路径；在此条件下，干涉图样必须被抑制。关键在于，当粒子的轨迹在通过狭缝时因衍射而弯曲，它必须辐射，并且辐射必须带走相位信息。因此，辐射场必须是一个量子化的动力学自由度。另一方面，如果试图通过测量大质量粒子在干涉仪中产生的牛顿引力势来确定其路径，那么干涉图样将必须比普朗克长度更精细，从而无法分辨。与电磁场不同，玻尔的论证并不要求引力场必须量子化。
引用
@article{arxiv.0902.2615,
title = {Two-slit diffraction with highly charged particles: Niels Bohr's consistency argument that the electromagnetic field must be quantized},
author = {Gordon Baym and Tomoki Ozawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:0902.2615},
year = {2009}
}
备注
8 pages, 4 figures. To appear in Proc. Natl. Acad. Sci