高維時空中氫原子能級的Lamb移動.pdf

1、額外維是近年來理論物理研究的熱點。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)兩個質(zhì)點之問距離小于額外維的維度時，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遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于根據(jù)Newton勢算出來的引力。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，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，可能使原子的能級產(chǎn)生一定的移動。當(dāng)這個移動達(dá)到一定的數(shù)量級，有可能通過精密的測量來判斷這個理論的適應(yīng)范圍。
　　 Lamb移位是電子白能和真空漲落導(dǎo)致的原子能級的移動，是具有很高實驗精度的原子物理的效應(yīng)。至今在理論和實驗測量方面都進(jìn)行了廣泛深入的

3、研究。特別是氫原子的22S1/2能級與22P1/2能級間的相對移動，是物理學(xué)中目前最精確的測量之一。但在Lamb移位的理論計算中，都沒有計及ADD勢產(chǎn)生的能級移動。因此，在某一設(shè)定的額外維的維數(shù)的情況下，將ADD勢產(chǎn)生的能級移動，與Lamb移位的理論值與測量值間的差相比較，當(dāng)ADD勢產(chǎn)生的能級移動大于Lamb移位的理論值與測量值間的差時，可以判定這個額外維度的ADD理論是不合適的。
　　 基于這個考慮，我們在質(zhì)子質(zhì)量均勻分布在有