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[[Walter Cloos]]
 
Die '''Vakuumpolarisation''' ist ein theoretisches Konzept der [[Quantenelektrodynamik]] bzw. [[Quantenfeldtheorie]], welches das [[Vakuum]] durch die [[Paarbildung|Erzeugung]] und [[Annihilation|Vernichtung]] elektrisch geladener [[Virtuelle Teilchen|virtueller Teilchen]] als nichtlinear polarisierbares [[Elektromagnetismus|elektromagnetisches]] [[Medium (Physik)|Physik]] beschreibt. Im einfachsten Fall wird dabei einem virtuellen [[Photon]] ein virtuelles [[Elektron]]-[[Positron]]-Paar erzeugt, das innerhalb der Grenzen der [[Heisenbergsche Unschärferelation|Heisenbergschen Unschärferelation]] in kürzester Zeit wieder zu einem virtuellen Photon vernichtet wird.
 
Die Vakuumpolarisation liefert u. a. einen kleinen Beitrag (rund 2 %) zur Erklärung der 1947 von [[w:Willis Eugene Lamb|Willis Eugene Lamb]] und [[WikipediaEN:Robert Retherford|Robert Curtis Retherford]] entdeckten [[Lamb-Verschiebung]] der [[Spektrallinie]]n des [[Wasserstoff]]atoms gegenüber dem mittels der [[Dirac-Gleichung]] theoretisch berechneten Wert. Die Verschiebung resultiert daraus, dass die positive [[elektrische Ladung|Ladung]] des [[Atomkern]]s durch virtuelle [[Elektron]]-[[Positron]]-Paar abgeschirmt wird. In unmittelbarer Kernnähe ist diese Abschirmung allerdings geringer, wodurch die effektive Ladung des Kerns hier im Vergleich zu größeren Entfernungen erhöht wird. Betroffen davon ist insbesondere das Elektron im kugelsymmetrischen [[s-Orbital]] der [[Elektronenhülle|Hülle]], da dessen [[Aufenthaltswahrscheinlichkeit]] in Kernnähe zwar klein, aber doch größer Null ist, was bei den höheren [[Atomorbital]]en nicht der Fall ist.
 
Ein weitaus größerer Anteil der Lamb-Verschiebung beruht - mit umgekehrtem Vorzeichen - auf der Wechselwirkung des Hüllen-Elektrons mit virtuellen Teilchen, die durch [[Vakuumflukation]]en bedingt sind.
 
== Siehe auch ==
 
* {{WikipediaDE|Vakuumpolarisation}}
* {{WikipediaDE|Lamb-Verschiebung}}
 
== Literatur ==
 
* Christian Gerthsen, Dieter Meschede: ''Gerthsen Physik.'' 23. Auflage. Springer-Verlag, 2006, ISBN 3-540-25421-8
* [[w:Freeman Dyson|Freeman Dyson]]: ''Quantenfeldtheorie.'' Springer Spektrum, 2014, ISBN 978-3-642-37677-1
* [[w:Walter Greiner|Walter Greiner]] u. a.: ''Theoretische Physik''. Verlag Harri Deutsch, Bände ''Feldquantisierung'' 1993, ''Quantenelektrodynamik'' 1994, ''Eichtheorie der schwachen Wechselwirkung'', 1994, ''Quantenchromodynamik''
* Claude Itzykson, Jean-Bernard Zuber: ''Quantum Field Theory''. McGraw-Hill, New York, 1980, ISBN 0-07-032071-3
* Boris Lemmer, Benjamin Bahr, Rina Piccolo: ''Quirky Quarks: Mit Cartoons durch die unglaubliche Welt der Physik'', Springer Verlag 2017, ISBN 978-3662502587, eBook ISBN 978-3-662-50259-4 (pdf), {{ASIN|B01MQRB6YZ}} (kindle)
 
[[Kategorie:Quantenfeldtheorie]]

Aktuelle Version vom 11. August 2022, 11:00 Uhr