AB效应?贝里相位?物理学中两个不可不知的重要概念,看这里!( 四 )

1984年,贝里在研究中发现,当一个系统的哈密顿量依赖于一个随时间周期变化的参量时,在绝热近似条件下,系统的在演化一个时间周期后,除了会累积一个固有的动力学相位以外,还会多出一个特殊的相位。

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迈克尔·贝里(图片来源:维基百科)

贝里仔细研究这个特殊的相位后发现,这个相位其实并不依赖于绝热条件,他是个系统内禀的属性,同时也不依赖参数的变化路径,只依赖于其初始与最终的取值。因此,贝里把这个特殊的相位称作是几何相位,后人也将其称为贝里相位。

通过前文,我们发现AB效应与贝里相位似乎除了都与相位有关外没有其他任何联系。其实不然,他们都具有同一种数学结构。我们完全可以认为AB效应是贝里相位的一个具体的物理实现,贝里相位是广义的AB效应。

几何相位与拓扑

AB效应与贝里相位除了阐明了规范势才是更为本质的,且能产生直接的可观测效应以外。其另一个重要价值在于,帮助我们更加深刻地理解了物理学中的拓扑效应。前面我们已经提过,贝里相位并不依赖于参数变化的路径,这种特性事实上就是我们经常所说的拓扑,即在连续形变下保持不变。

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