高維時(shí)空中氫原子能級(jí)的Lamb移動(dòng).pdf

1、額外維是近年來(lái)理論物理研究的熱點(diǎn)。1998年，N.Arkani-Hamed等人提出了他們的額外維理論(ADD理論)。在他們的額外維理論中，當(dāng)兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之問距離小于額外維的維度時(shí)，它們問的的引力偏離了反平方律，成為1/r2+n，其中n表示緊致額外維維數(shù)。
　　 可以看到，這樣的引力將在小尺度時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于根據(jù)Newton勢(shì)算出來(lái)的引力。而且，在尺度足夠小的微觀世界中，它甚至可能大于靜電力。由于Newton引力的耦合常數(shù)遠(yuǎn)小于電磁相互作用

2、的精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)，在標(biāo)準(zhǔn)的原子模型中，人們可以將引力的效應(yīng)忽略。
　　 然而，在小尺度時(shí)，ADD引力的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Newton引力，在原子這樣的微觀世界中，它的效應(yīng)可能是不可忽略，可能使原子的能級(jí)產(chǎn)生一定的移動(dòng)。當(dāng)這個(gè)移動(dòng)達(dá)到一定的數(shù)量級(jí)，有可能通過精密的測(cè)量來(lái)判斷這個(gè)理論的適應(yīng)范圍。
　　 Lamb移位是電子白能和真空漲落導(dǎo)致的原子能級(jí)的移動(dòng)，是具有很高實(shí)驗(yàn)精度的原子物理的效應(yīng)。至今在理論和實(shí)驗(yàn)測(cè)量方面都進(jìn)行了廣泛深入的

3、研究。特別是氫原子的22S1/2能級(jí)與22P1/2能級(jí)間的相對(duì)移動(dòng)，是物理學(xué)中目前最精確的測(cè)量之一。但在Lamb移位的理論計(jì)算中，都沒有計(jì)及ADD勢(shì)產(chǎn)生的能級(jí)移動(dòng)。因此，在某一設(shè)定的額外維的維數(shù)的情況下，將ADD勢(shì)產(chǎn)生的能級(jí)移動(dòng)，與Lamb移位的理論值與測(cè)量值間的差相比較，當(dāng)ADD勢(shì)產(chǎn)生的能級(jí)移動(dòng)大于Lamb移位的理論值與測(cè)量值間的差時(shí)，可以判定這個(gè)額外維度的ADD理論是不合適的。
　　 基于這個(gè)考慮，我們?cè)谫|(zhì)子質(zhì)量均勻分布在有