兰姆位移
美国普罗米修斯:奥本海默的胜利与悲剧兰姆位移是氢原子的两个能级之间的差异;狄拉克理论认为,这两个能级的能量应当完全相同。这个问题的解决,将氢原子光谱中的差异与带电粒子同电磁场的相互作用联系起来,并成为量子电动力学发展过程中的关键一步。
氢原子中的差异
1930年,J.罗伯特·奥本海默运用直接理论撰写了一篇关于谱线无限性质的论文。氢原子光谱中的分裂表明,原子两种可能状态的能级之间存在微小差异,这与狄拉克关于这些状态应当简并的预言相矛盾。奥本海默不同意这一预言,但他的研究结果并未解决这个问题。
测量与解释
多年后,实验物理学家威利斯·兰姆——奥本海默的博士生之一——解决了这个问题。两个能级之间的差异,即所谓的兰姆位移,后来被正确归因于自相互作用——带电粒子与电磁场相互作用。奥本海默未能得出定论的理论结果与兰姆通过实验解决问题形成对照,标志着人们从预言能级相等转向发现一种可测量的物理效应。
意义
兰姆因精确测量兰姆位移,部分获得了1955年诺贝尔奖。这项测量是量子电动力学发展过程中的关键一步,使这一光谱差异的意义超出了氢原子本身。