Lamb shift

デジタル大辞泉

ラム‐シフト【Lamb shift】

読み方：らむしふと

水素原子中の電子のエネルギー準位に見られるごく僅かなずれ。1947年、W＝ラムとR＝レザフォードにより発見された。後に繰り込み理論を導入した量子電磁力学により、実験結果が説明された。ラム・レザフォードの実験は量子電磁力学の正しさを証明する最初の実験として知られる。

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ラムシフト

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2023/03/26 07:38 UTC 版)

水素元素のエネルギー準位の微細構造　ボーアモデルの相対論的な補正

ラムシフト (英: Lamb shift) は、原子中の電子のエネルギー準位がずれる現象である。

1947年、ウィリス・ラムとポリカプ・クッシュが、超短波による核磁気共鳴実験から、水素原子の2s軌道、2p軌道の電子のエネルギー準位に、ごく僅かに差があることを発見した。

ディラックの電子論によると水素原子の2s、2p軌道は縮退しているとされ、ラムシフトは説明できなかった。後に、ラムシフトは真空エネルギーのゆらぎと軌道上の電子との相互作用により生じることが明らかとなった。このためラムシフトはホーキング放射の予測に重要な役割を果たした。

この現象が最初に観測されたのは1947年のラム・ラザフォード実験で行われた水素原子のマイクロ波スペクトル計測である。この結果が契機となり繰り込み理論が生まれ、朝永振一郎、リチャード・P・ファインマン、ジュリアン・シュウィンガー、フリードマン・ダイソンらにより量子電磁力学の完成に至った。ラムはこの功績により1955年にノーベル物理学賞を受賞した。

現在、水素原子のほかヘリウム原子で確認されている。

導出

これらの導出はウェルトンの量子光学^[1]による。

真空の電磁場のゆらぎは原子核の電位ポテンシャルに揺らぎを与え、電子の位置に揺らぎを与える。この揺らぎが準位のずれを引き起こす。電子の位置エネルギーの差は以下の式で表される。

${\displaystyle \Delta V=V({\vec {r}}+\delta {\vec {r}})-V({\vec {r}})=\delta {\vec {r}}\cdot \nabla V({\vec {r}})+{\frac {1}{2}}(\delta {\vec {r}}\cdot \nabla )^{2}V({\vec {r}})+\cdots }$ この項目は、物理学に関連した書きかけの項目です。この項目を加筆・訂正などしてくださる協力者を求めています（プロジェクト:物理学／Portal:物理学）。

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「Lamb shift」の例文・使い方・用例・文例

• 英国では、『gearshift（ギアシフト）』を『gear lever』と呼ぶ