实验成果

于1947年，兰姆以及罗伯特·雷瑟福（Robert Retherford）进行了一项实验，利用微波技术来刺激氢原子2S1/2{\displaystyle ^{2}S_{1/2}}与2P1/2{\displaystyle ^{2}P_{1/2}}能阶之间的射频跃迁（radio-frequency transitions）。利用比光学跃迁（optical transitions）还要低的频率，使得多普勒谱线增宽（Doppler broadening）效应可以被忽略（因为多普勒谱线增宽跟频率呈正比关系）。他们两人发现如此使得2S1/2{\displaystyle ^{2}S_{1/2}}能阶比2P1/2{\displaystyle ^{2}P_{1/2}}能阶还高出约1000兆赫（MHz）的能量差。

如此特殊的差异是量子电动力学中的单圈效应（one-loop effect），可以解释为被原子发射又再吸收的虚光子所造成的影响。在量子电动力学中，电磁场也被量子化，而类似于量子力学中的量子谐振子，其最低能态所具有的能量不会是零。因此存在微小的零点振荡，导致电子会进行快速的振荡运动（参见颤动条目）。电子云因此有些“抹开”（"smeared out"），而半径从r{\displaystyle r}变为r+δ δ -->r{\displaystyle r+\delta r}。

库仑位势因此被摄动了一些，而两能阶的简并性被破坏掉。新的场势可以（利用原子单位）近似为：

兰姆位移本身则可写为

其中约为13的k(n,0){\displaystyle k(n,0)}随着n{\displaystyle n}些微变动；而

其中k(n,ℓ ℓ -->){\displaystyle k(n,\ell )}为一个小的数值（

氢原子谱线中的兰姆位移

于1947年，汉斯·贝特（Hans Bethe）首次对氢原子谱线中的兰姆位移做出解释，并且对导引出量子电动力学的进程建下基础。兰姆位移目前对于精细结构常数α的测量提供了比百万分之一还佳的精确度，使得量子电动力学预测的正确性得到证实。

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