Точное решение задачи об электроне в магнитном поле, состоящем из однородного поля и параллельных ему произвольно расположенных магнитных струн

Анотація

Показано, что требования конечности, однозначности и определенности волновой функции и плотности тока вероятности с необходимостью приводят к тому, что волновые функции электрона при приближении к магнитной струне должны по модулю убывать быстрее, чем корень квадратный расстояния до струны (магнитной струной называют бесконечно тонкий соленоид с конечным магнитным потоком). Получен энергетический спектр электрона, в общем случае совпадающий со спектром в отсутствие струн. Найден общий вид собственных функций основного состояния и оператор, действием степеней которого можно получить собственные функции возбужденных состояний. В случае, когда имеется только одна струна с магнитным потоком, не кратным удвоенному кванту потока, в энергетическом спектре появляется еще одна эквидистантная последовательность собственных значений. Она сдвинута по отношению к основной на долю интервала, равную положительной дробной части частного от деления магнитного потока на величину удвоенного кванта. Эта последовательность начинается от уровня, номер которого равен числу остальных магнитных струн. Получены также волновые функции для этих особых состояний.