Zatłoczona próżnia

Doświadczenie Lamba – Retherforda postawiło fizyków przed trudnym pytaniem: dlaczego elektron na orbicie 2s („kulistej”) w atomie wodoru ma wyższą energię niż na orbicie 2p („ósemkowej”). Równanie Diraca już samo w sobie uwzględniało zarówno spin elektronu jak efekty relatywistyczne, związane z przyspieszeniem ruchu w pobliżu jądra (na orbicie p). W atomie wodoru nie ma też innych poprawek, jak w atomach bardziej skomplikowanych, choćby w sodzie. Jedynym wyjaśnieniem pozostawało, że oddziaływanie elektrostatyczne (w szczególności na orbicie s) jest słabsze, niż wynikałoby to z teorii Coulomba.

A to oznacza, że przestrzeń między jądrem a elektronem jest czymś wypełniona, jak przestrzeń między dwoma okładkami kondensatora jest wypełniona dielektrykiem. Dielektryk z próżni?

Wyjaśnienie zakłada, że wokół „prawdziwego” elektronu powstaje chmura elektronów „tymczasowych” – wirtualnych. A w zasadzie chmura par elektron - pozyton. Ponieważ witrualne elektrony są przez jądro przyciągane a wirtualne elektrony odpychane, między jądrem a „prawdziwym” elektronem znajduje się nieco ładunku ujemnego od witrualnych elektronów. Tak jakby próżnia się spolaryzowała.

Podobnie w doświadczeniu poniżej. Naładowana plastikowa pałeczka powinna przyciągać żyletkę, podobnie jak kawałki papieru. Obecność wody, a właściwie jej polaryzacja w wskutek oddziaływania elektrostatycznego z ładunkiem pałeczki powoduje gromadzenie się na bliższej krawędzi żyletki ładunku tego samego znaku co na pałeczce – żyletka jest odpychana. Podobnie jak elektron w spolaryzowanej próżni.