量子证据 / 消失的原子

Lamb 位移微波测量台

把亚稳态氢原子驱动到短寿命态。记录存活原子的损失，与关闭微波的计数比较，定位有效 Lamb 共振。

弱驱动、单共振速率模型，参考频率经过取整。省略超精细、Zeeman 分量、相干瞬态、速度分布及 QED 修正；中心频率是输入，不是从第一性原理算出的 QED 结果或历史数据。

装置示意 · 间隙与部件放大 · 颜色与移动标记不代表可见光或实测轨迹。拖动旋转。

曝光 / 两组独立计数

让光谱留下记录。

每个坐标均采集信号曝光和独立参考曝光：关闭微波。曝光时间决定 Poisson 噪声，扫描播放经过加速。

就绪。先预测，再采集。

记录点数

0

亚稳态存活率 · 模型

0

有效能隙 · 源参考

0

采集光谱 / 每秒计数

什么结构能留在测量里？

$\nu/\mathrm{MHz}$ · $N_i/\tau_i\;(\mathrm{s^{-1}})$

青色：源期望；金色：采集计数率，有拟合后显示拟合的 Poisson 标准差；紫色虚线：从记录推断；灰点：保存记录。包含背景计数。

点击或拖动移动探针；滑块支持键盘输入，纵轴随数据调整。

推断 / 联合 Poisson 似然

从两次曝光共同估计。

估计共振中心

\text{—}

估计源计数率

\text{—}

每自由度偏差量

\text{—}

平坦备选模型

\text{—}

$r_i=(N_i-\widehat\mu_i)/\sqrt{\widehat\mu_i}$

金色：信号残差；蓝色：参考残差。响应、分裂及线宽控件、背景已知；源计数率和目标光谱参数未知。至少需要十六个不同探测位置。描述性残差和偏差量不证明可识别性，不提供置信区间或发现显著性。

保留最初的计数。

在当前页面会话中保存完整或部分实验，以及设置和随机种子。

#	$\nu/\mathrm{MHz}$	信号	关闭微波	$\tau/\mathrm{s}$

显示最近六点；CSV 包含全部原始计数、曝光、设置、单位和种子。移动探针不会改变已采集记录。

科学范围、装置几何与主要来源

已制备的亚稳态氢原子从源穿过无静场的微波相互作用间隙，到达金属收集极。只有存活的亚稳态原子产生信号；转移到短寿命态的原子在到达前辐射衰变，收集极不是光子探测器。

有效孤立跃迁采用取整的 1057.8 MHz 参考中心及 100 MHz 自然半高全宽；中心控件也可表示假想频率偏移。弱驱动绝热消去给出相互作用期间的指数损失。最大驱动为衰变线宽的百分之四，最短相互作用时间仍远长于短寿命态寿命。

省略超精细、Zeeman 结构、速度分布、相干瞬态、杂散场猝灭与收集极标定。参考曝光关闭微波。这不是历史磁场实验的重建，也不计算辐射修正；拟合预设的共振不能独立验证 QED。

独立 Poisson 曝光、背景标定已知、源稳定；未包含漂移、死时间或标定不确定度。源采用所示模型，恢复参数验证模拟器，而非历史发现。

Lamb & Retherford · 1947 Lamb & Retherford · 1950 Washington · optical comparison

先抓重点

核心问题: 调节微波，数一数谁留下。
一句话直觉: 保留信号和参考计数，用联合 Poisson 似然拟合，并从同一批记录估计源计数率。

核心数学模型

快速衰变，缓慢损失

R(\nu)=\frac{\Omega^2\Gamma}{\Gamma^2+4[2\pi(\nu-\nu_0)]^2},\qquad \Gamma=2\pi\,(100\,\mathrm{MHz})

公式中的 Rabi 频率和衰变率为角频率量，控件显示普通频率。

存活原子构成信号

g(\nu)=e^{-R(\nu)t},\qquad \Delta E=h\nu_0

弱驱动消去要求末态快速衰变、相互作用时间远长于其寿命；金属收集极计数亚稳态存活者。

两次独立曝光

N_i\sim\operatorname{Poisson}\!\left[\tau_i(Sg_i+b)\right],\qquad M_i\sim\operatorname{Poisson}\!\left[\tau_i(S+b)\right]

背景计数率独立已知，源计数率与光谱参数联合推断，包含参考曝光不确定度；计数不使用 Gaussian 取整近似。

常见难点

恢复参数不等于发现

容易误解拟合好就独立验证了生成数据的定律。

正确理解热源响应是预设的；参数恢复验证合成测量流程。描述性偏差量和残差不是置信区间、显著性检验或外部科学认证。

动手实验

01
寻找计数谷
扫描微波频率，对照信号曝光与独立的关闭微波参考曝光。
应该观察到： 收集到的亚稳态原子减少标记有效共振；仪器测量存活率，而非直接微波吸收。
02
改变相互作用
保存默认记录，延长相互作用时间后重扫，观察谷深与翼部。
应该观察到： 指数损失改变谱形；逆问题使用该响应，而非任意 Lorentz 谷拟合。
03
关闭微波
用零驱动预设扫描，再恢复保存记录并导出 CSV。
应该观察到： 没有耦合就没有共振信息；即使随机计数碰巧形成谷，也不显示估计中心。