A gravitational Aharonov-Bohm effect due to the rotation of a massive body

Summary

A quantum system is considered in the gravitational field of a rotating massive body. In the weak-field approximation, it is shown that even then if the rotation-generated part of the space-time curvature is localized to a region inaccessible to the quantum system, nevertheless its energy spectrum and wave function depend on the angular velocity of the rotating body. This quantum effect may be looked upon as a gravitational analogue of the well-known Aharonov-Bohm effect for a charged particle in the presence of a magnetic field.

Riassunto

Si considera un sistema quantistico nel campo gravitazionale di un corpo rotante dotato di massa. Nell’approssimazione di campo debole si mostra che anche se la parte generata per rotazione della curvatura spazio-tempo si localizza in una regione inaccessibile al sistema quantistico, nondimeno il suo spettro di energia e la funzione d’onda dipendono dalla velocità angolare del corpo rotante. Questo effetto quantistico può essere visto come un analogo gravitazionale del ben noto effetto di Aharonov-Bohm per una particella carica in presenza di un campo magnetico.

Резуме

Рассмотрена квантовая система в гравитационнои поле вращающегося массивного тела. В приближении слабого пола показано, что даже в том случае, когда обусловленная вращением часть кривизиы пространства-времени локализована в области, недостуиной дла квантовой системы, её энергетический слектр и волновая функция тем те менее зависят от угловой скорости вращения тела. Этот квантовый зффект можно рассматривать как гравитационный аналог известного эффекта Ааронова-Бома дла заряжённой частицы в присутствии магнитного пола.