量子相位

定义

量子相位（quantum phase）是波函数作为复数的辐角，决定了干涉现象的核心物理量。两个波函数叠加时，相对相位决定干涉图样是相长（增强）还是相消（减弱）。

详细说明

为什么相位是可观测的

虽然波函数的绝对相位本身不可观测（可以任意改变），但相位差是可观测的。这正是所有干涉实验（包括阿哈罗诺夫-玻姆效应）的核心：

• 双缝干涉：两条路径的相位差决定条纹位置
• AB效应：磁矢势 A 沿路径的线积分改变了两条路径的相对相位

A 与相位的关系

量子力学中，带电粒子的相位累积为：

Δθ ∝ ∮ A · dl（沿路径的 A 线积分）

这一关系是阿哈罗诺夫-玻姆效应的数学基础。注意这个积分是规范不变量——势可以任意规范变换，但线积分不变，因此是物理可观测量。

与其他概念的关系

• 波函数 — 相位是波函数的固有组成部分
• 磁矢势 — A 的路径积分改变量子相位
• 阿哈罗诺夫-玻姆效应 — AB 效应本质上是势对相位的可观测影响

来源

• 我们至今无法完全解释这个反直觉的物理实验