Der Lamb-Shift ist eine winzige Verschiebung der Energieniveaus von Atomen, die aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem Atomkern und seinen Elektronen auftritt. Diese Verschiebung wurde erstmals von Willis Lamb und seinem Team im Jahr 1947 in einer experimentellen Studie an Wasserstoffatomen entdeckt und später nach ihm benannt.
Der Lamb-Shift tritt auf, weil die Elektronen in einem Atom nicht auf festen Bahnen um den Kern kreisen, sondern vielmehr von einem quantenmechanischen Wellenpaket beschrieben werden, das sich um den Kern ausbreitet. Dieses Wellenpaket kann aufgrund der Quantenfluktuationen im Vakuum virtuelle Teilchen wie Photonen abstrahlen und wieder aufnehmen, die mit dem Atomkern wechselwirken. Diese Wechselwirkung führt zu einer Verschiebung der Energie des Elektrons und damit zu einer Verschiebung der Energieniveaus des Atoms.
Der Lamb-Shift ist ein wichtiger Test für die Quantenelektrodynamik, da er eine Vorhersage dieser Theorie ist. Der experimentell gemessene Lamb-Shift stimmt sehr gut mit den Vorhersagen der QED überein und hat somit die Gültigkeit dieser Theorie bestätigt.
