电子的质点模型 ■电子在QED中一直被视为一个 点电荷,由于相互作用而“着 衣”。实验与QED预言之间的 误差表明,至今尚未考虑内禀结 构的存在。与迄今的QED一致, 为内禀半径设置了一个实验的上 限一1016厘米。 C K HE 重整化利用一个数学上的诀窍绕 过了紫外灾难,没有想到的是, 这种诀窍居然使QED成为整个 物理学中最精确的理论
电子的质点模型 n 电子在QED中一直被视为一个 点电荷,由于相互作用而“着 衣” 。实验与QED预言之间的 误差表明,至今尚未考虑内禀结 构的存在。与迄今的QED一致, 为内禀半径设置了一个实验的上 限——10-16厘米。 n 重整化利用一个数学上的诀窍绕 过了紫外灾难,没有想到的是, 这种诀窍居然使QED成为整个 物理学中最精确的理论
兰姆移位 ·在没有真空涨落的情形下, Dirac电子理论中氢原子里 一 个在$态(圆轨道)的电子和 在p态(8字形轨道)的电子 Hydrogen Wave Function 30 *0AY0V 有相同的能量。 真空中量子化电磁场的涨落 引起了它们能量的分裂,这 是因为这些轨道在形状上受 22 到轻微的改变。分裂比率为 百万分之一,这是1947年兰 姆测出的“兰姆移位”。 米米8●0 443 (33
兰姆移位 n 在没有真空涨落的情形下, Dirac电子理论中氢原子里一 个在s态(圆轨道)的电子和 在p态(8字形轨道)的电子 有相同的能量。 n 真空中量子化电磁场的涨落 引起了它们能量的分裂,这 是因为这些轨道在形状上受 到轻微的改变。分裂比率为 百万分之一,这是1947年兰 姆测出的“兰姆移位”
反常磁距 自旋为S的粒子,其磁距为 μ=gS 式中因子g称为旋磁比。 对电子来说,S=112,狄拉克 方程预言g=2,这个结果可以 高精度地检验。 当电子被置于一个均匀磁场 里,它作圆轨道运动,其轨 道轴则绕同一方向进动。如 外加避场 赛92,日族进动写沉就造运动 进动轨道一一” 磁偶极 吸收 为了检验这一值,所需要做 的是:长时间观测电子,探 ,自旋粒子 测两个周期运动之间的任何 变化
反常磁距 n 自旋为S的粒子,其磁距为 μ=gS n 式中因子g称为旋磁比。 n 对电子来说,S=1/2,狄拉克 方程预言g=2,这个结果可以 高精度地检验。 n 当电子被置于一个均匀磁场 里,它作圆轨道运动,其轨 道轴则绕同一方向进动。如 果g=2,自旋进动与轨道运动 同步。 n 为了检验这一值,所需要做 的是:长时间观测电子,探 测两个周期运动之间的任何 变化
真空涨落与反常磁距 真空张落以顶点修正形式会导致一 个“反常磁距”,并使g偏离值2。 作为QED早期预言的理论结果, 这被称为Schwingerf修正:g- 2=a/T。 1947年,这一修正由库什实验证 实,其大小与兰姆移位相同。 2006年,在哈佛大学由加布瑞斯 领导的小组用一个陷阱把一个电子 悬在空中几个月,由此得出至今最 精确的电子反常磁距。他们得到的 精确度达到不可思议的102。 费曼图 9实验/2=1.00115965218085(76)
真空涨落与反常磁距 n 真空涨落以顶点修正形式会导致一 个“反常磁距” ,并使g偏离值2。 作为QED早期预言的理论结果, 这被称为Schwinger修正:g- 2=ɑ/π。 n 1947年,这一修正由库什实验证 实,其大小与兰姆移位相同。 n 2006年,在哈佛大学由加布瑞斯 领导的小组用一个陷阱把一个电子 悬在空中几个月,由此得出至今最 精确的电子反常磁距。他们得到的 精确度达到不可思议的10-12 。 n g实验/2=1.00115965218085(76)
持久的QED 戴森在祝贺加布瑞斯的信中写道: 我们都以为QD是一个拼凑起来的结 构,原以为不要10年就会有一个更 坚实的理论替代它。但这个摇摇欲 坠的结构却一直没有倒下。我们原 以为会不断出现的矛盾并没有出现。 全方位的奈限 使我惊讶的是,57年前我们漫不经 心谱出的曲调,居然与自然之舞如 此精确地合拍;同样令人惊讶的是, 实验家和理论家能测出和计算出自 然之舞的精度达到1012!
持久的QED n 戴森在祝贺加布瑞斯的信中写道: n 我们都以为QED是一个拼凑起来的结 构,原以为不要10年就会有一个更 坚实的理论替代它。但这个摇摇欲 坠的结构却一直没有倒下。我们原 以为会不断出现的矛盾并没有出现。 使我惊讶的是,57年前我们漫不经 心谱出的曲调,居然与自然之舞如 此精确地合拍;同样令人惊讶的是, 实验家和理论家能测出和计算出自 然之舞的精度达到10-12!