Электромагнитный вакуумВ электромагнитном вакууме тоже могут наблюдаться виртуальные процессы — это появление виртуальных фотонов, или, иначе говоря, флуктуации электромагнитного поля. Эти флуктуации особенно охотно возникают под действием электрона.

Как мы уже говорили, спиновый магнитный момент электрона несколько выше, чем ожидали, когда не учитывали виртуальных фотонов. С их учетом магнитный момент оказывается на 0,001145 магнетона Бора выше, что хорошо совпадает с опытом. Это первое подтверждение вакуумного эффекта.

Другим экспериментом, подтверждающим существование вакуумных эффектов, служит сдвиг энергетических уровней, носящий название лэмбовского смещения. При главном квантовом числе, равном двум, электрон в атоме водорода и дейтерия, как нам уже известно, может находиться в двух состояниях — 2S и 2р. В первом— орбитальный момент равен нулю, во втором — единице. Эти уровни в отсутствие внешнего магнитного поля соответствуют одной и той же энергии, или, что то же самое, одной и той же частоте. Между тем Лэмб в 1947 г. очень точно измерил оба уровня и нашел, что 25-уровень смещен вверх по отношению к уровню 2Р на 1058 Мгц, или на 0,033 обратного сантиметра. Здесь надо напомнить, что речь идет о состоянии, когда спин электрона на 2р-уровне расположен антипараллельно орбитальному моменту, т. е. о состоянии 22pv,. Состояние 2Р само по себе расщепляется на два состояния: одно со спином, как уже говорилось, антипараллельным орбитальному моменту, и другое со спином, параллельным ему: 2>/, и 22рз/з. Напомним обозначения на примере 22/? ^-состояния. Здесь первая двойка означает главное квантовое число; электрон находится в атоме на второй оболочке; вторая двойка, слева вверху от буквы Р, указывает на то, что состояние входит в дублет; буква Р означает, что орбитальный момент электрона равен единице. Половина, справа внизу от Р, указывает на величину полного момента количества движения электрона. В данном случае спин электрона антипараллелен орбитальному моменту и полный момент равен 72. Вторая составляющая дублета имеет полный момент количества движения, равный V2; здесь спин параллелен орбитальному моменту. Лэмбовское смещение наблюдается в уровне 22s«^ по отношению к 22р»/2. Это смещение нельзя объяснить без учета виртуальных вакуумных явлений. Но оно полностью объясняется, если принять во внимание взаимодействие электрона с электромагнитными флуктуациями вакуума и с электронно-позитронными виртуальными парами.

Еще интересные статьи :