蘭姆位移

物理學中，以威利斯·蘭姆（Willis Lamb）為名的蘭姆位移（Lamb shift）是氫原子兩個能階（與）間的微小能量差。根據狄拉克的量子理論，量子數及量子數相同但量子數不同的氫原子能態應該是簡併態，也就是不會有能量差值。

實驗成果 
於1947年，蘭姆以及（Robert Retherford）進行了一項實驗，利用微波技術來刺激氫原子與能階之間的射頻躍遷（radio-frequency transitions）。利用比光學躍遷（optical transitions）還要低的頻率，使得都卜勒增寬（Doppler broadening）效應可以被忽略（因為都卜勒譜線增寬跟頻率呈正比關係）。他們兩人發現如此使得能階比能階還高出約1057兆赫（MHz）的能量差。

如此特殊的差異是量子電動力學中的（one-loop effect），可以解釋為被原子發射又再吸收的虛光子所造成的影響。在量子電動力學中，電磁場也被量子化，而類似於量子力學中的量子諧振子，其最低能態所具有的能量不會是零。因此存在微小的零點振盪，導致電子會進行快速的振盪運動（參見顫動條目）。電子雲因此有些「抹開」（"smeared out"），而半徑從變為。

庫侖位勢因此被微擾了一些，而兩能階的簡併性被破壞掉。新的場勢可以（利用原子單位）近似為：

蘭姆位移本身則可寫為

，針對

其中約為13的隨著些微變動；而

，針對以及

其中為一個小的數值（< 0.05）。

氫原子譜線中的蘭姆位移 
於1947年，漢斯·貝特（Hans Bethe）首次對氫原子譜線中的蘭姆位移做出解釋，並且對導引出量子電動力學的進程建下基礎。蘭姆位移目前對於精細結構常數α的測量提供了比百萬分之一還佳的精確度，使得量子電動力學預測的正確性得到證實。

參見

 威利斯·兰姆
 塞曼效应 -- 用於衡量蘭姆位移
 量子退火
 量子泡沫
 黑洞辐射

參考文獻

外部連結 
 Hans Bethe talking about Lamb-shift calculations  on Web of Stories
 Nobel Prize biography of Willis Lamb 
 Nobel lecture of Willis Lamb: Fine Structure of the Hydrogen Atom 

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