兰姆位移原因（兰姆位移是指的氢红线吗）
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兰姆位移是指的氢红线吗
兰姆位移指的不是氢红线。据有关资料查询可知，兰姆移位，一般指氢原子的2S（1/2）和2P（1/2）这两个能级间的微小能量差异。
激光学里“兰姆凹陷”是指什么
兰姆凹陷姆凹陷的发现和应用是科学与技术，理论与实践密切结合取得重要成果的又一个极好例证。He-Ne 激光器发明两年后，1962年，兰姆位移的发现者，诺贝尔物理奖得主小W.E.兰姆教授正在耶鲁大学对氦氖激光器作理论分析。他的目的是要根据原子在电磁场作用下振荡的经典模型，计算激光强度随空腔参数改变的关系。他原来预计，空腔原子有一定的自然跃迁频率，当空腔频率与原子跃迁频率一致时，会因为谐振而使激光强度达最高值。可是出乎他的意料，计算所得的曲线却在谐振处呈现极小值，形成一凹陷。他花了许多时间反复核算，没有找出错误，肯定计算是正确的。当时，兰姆并不知道这就是由于饱和和多普勒频宽引起烧孔效应的后果（不久就清楚了），但是他敏感地预见到，这一凹陷有助于频率的稳定，因为他在理论计算中参考了二十年代电子学家范德泡尔（van der Pol）关于多频振荡器的理论，这一理论证明只要满足一定条件就可以出现频率锁定现象。兰姆作出理论预测后，并没有马上发表，而是将手稿寄给激光器的另外两位先驱，贾万和本勒特（Bennett），请他们发表意见。贾万回信说，他虽然没有观察到这个现象，但相信会有，因为他曾观察到与之有关的推频效应。本勒特则把自己的实验记录寄给兰姆，他在激光输出随调谐频率变化的曲线中没有找到凹陷信号，表示对此没有信心。他所在的贝尔实验室有一位同事叫R.A.麦克**（R.A.McFarlane），得知后对这个问题产生了兴趣，主动承担起实验研究的工作。他用磁致伸缩方法使氦氖激光器的光学腔改变长度，从而调整谐振频率，开始时，他的激光管中用的是自然丰度的气体（氖的成分为20Ne，90.92％；21Ne，0.26％；22Ne，8.82％），在谐振曲线上也没有观察到凹陷，但他注意到曲线有些不对称，似乎是两种频率叠加而成的。他意识到这可能是氖的同位素效应，于是在贾万的帮助下，做了22Ne（纯度达99.5％）的氦氖激光器，果然，在中心频率附近出现了微浅的凹陷信号。功率加大后，凹陷随之变深，形成明显的鸵峰曲线。于是，麦克**、本勒特和兰姆三人联名于1963年发表了实验结果，正式宣布兰姆凹陷的存在。与此同时，贾万也发表了类似报告。从此，单模稳频氦氖激光器登上了精密计量工作的舞台，在长度和频率的计量中发挥了重要作用，并且开辟了激光稳频的广阔领域。
兰姆凹陷产生的原因是什么
烧孔效应。兰姆凹陷是在气体激光器中，激光器工作频率靠近工作物质增益曲线的中心频率直到完全重合时，由于烧孔效应，使对激光有贡献的反转粒子数减少，从而使该激光器输出功率下降直到某一极小值的现象。
量子电动力学的兰姆移位
由两部分修正构成的。一是真空极化效应。由于真空中有虚电子对，因此氢原子的原子核（即质子）就使真空极化，吸引一部分负电荷靠近它，而将正电荷推离它。这种情况是和媒质类似的。由于极化电荷的存在，质子的电场受到屏蔽。在一定距离处观察质子，它的有效电荷比原有值为小。距离愈小，有效电荷愈大。氢原子的2S1/2态电子距核较2P1/2态的电子为近，感受到的质子有效电荷较大，因此修正的能级位置相对要较低。另一部分修正是电子与电磁场的真空涨落相互作用。它的修正和第一部分的趋势相反，2S1/2能级的修正较高。第二部分是主要的，它比第一部分修正要大一个量级。例如，有一组人计算得到的理论值是而实验值是（1057.862±0.020)兆赫。
兰姆移位的介绍
在1947年，Lamb和Retherford用射频波谱的方法发现氢原子的2S（1/2）和2P（1/2）能级并不是完美的吻合，而是存在着一个能级差，这个就是著名的兰姆移位（Lamb shift）。兰姆本人也因为这次精彩加精密的测量而荣获1955年诺贝尔物理学奖。
利用格点量子色动力学，北大物理学院取得缪氢原子光谱研究突破
近日，北京大学物理学院冯旭课题组与康涅迪格大学助理教授靳路昶合作，首次用格点量子色动力学（格点QCD）研究缪氢原子兰姆位移，成功获得双光子交换对兰姆位移的修正。相关成果在线发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)。 质子是构成物质世界的基本粒子之一，它具有复杂的内部结构，由带电的夸克和不带电的胶子组成。质子内部的电荷分布半径，通常也被用来衡量质子大小。 2010年，物理学家通过精确测量缪氢原子（即氢原子中的电子被替换成缪子）兰姆位移(Lamb shift)，捕捉到质子内部电荷分布对缪氢原子能级造成的微小影响，从而确定了电荷分布半径。兰姆位移是物理学家Lamb和Retherford在1947年利用微波技术，测量出氢原子的2S(1/2)和2P(1/2)之间存在的能级差。 尽管缪氢光谱实验的精度远高于其他实验，但从中获得的电荷分布半径较此前全球实验平均值相差了5个标准差，即所谓的质子大小之谜。2019年，最新的电子-质子散射和氢原子光谱实验与缪氢实验结果符合，预示着质子大小之谜正在逐步破解，实验上的分歧也逐渐缩小。 迄今为止，缪氢光谱实验依然是获取质子电荷半径最精确的实验手段。光谱学高精度测量使得QCD的贡献在理论与实验对比中更加重要。事实上，从缪氢兰姆位移中提取电荷分布半径，最主要的理论误差就来源于非微扰QCD主导的双光子交换费曼图。 此次，北京大学物理学院理论物理研究所冯旭研究员课题组与康涅迪格大学靳路昶助理教授合作，解决了双光子图的红外发散问题，发展了全新的长程减除方案来降低统计误差，并依托中国超算天津中心“天河三号”超级计算机，首次实现了双光子图的格点计算。在此基础上，团队拟进一步开展更为系统、精度更高的计算，以期最终解决“质子究竟有多大”这一基本科学问题。 前述研究表明，格点方法还可用于研究超精细光谱等其他重要的光谱学物理量。北大格点团队未来的工作重点之一，是将格点QCD研究拓展至原子光谱学，为夸克和胶子尺度的高能物理研究与极高精度的原子光谱学研究构建起跨学科的桥梁。 论文第一作者为北京大学物理学院博士研究生傅杨，本科生陆辰飞参与部分计算和数据分析。前述研究工作获得国家自然科学基金、国家重点研发计划，及量子物质科学协同创新中心、北京大学高能物理研究中心、国家超级计算天津中心等支持。 校对：张亮亮
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