Die Zwei-Photonen-Selbstenergie und andere QED-Strahlungskorrekturen

Die genaue Messung der Lamb-Verschiebung stark gebundener Elektronen in Zusammenhang mit Tests der Quantenelektrodynamik (QED) in starken Feldern in hochgeladenen Ionen ist eines der Hauptthemen der heutigen Atomphysik. Die gegenwärtig durchgeführten Hochpräzisionsmessungen erfordern eine hohe Genauigkeit in den theoretischen Berechnungen der Lamb-Verschiebung. Diese Genauigkeit impliziert eine Berücksichtigung aller QED-Korrekturen der Ordnung α und α², aber exakt in allen Ordnungen in Zα. In den zurückliegenden Jahren sind die meisten dieser QED-Korrekturen sowohl in 1. Ordnung als auch in 2. Ordnung Störungstheorie berechnet worden. Der Beitrag der Zwei-Photonen-Selbstenergie konnte jedoch bisher nicht ausgewertet werden und stellte somit die größte Ungenauigkeit in der Vorhersage der Lamb-Verschiebung für wasserstoffartige Systeme dar. In dieser Arbeit wird der Beitrag dieser Prozesse zur Lamb-Verschiebung untersucht. Darüber hinaus werden erstmals renormierte Ausdrücke der Zwei-Photonen-Vakuumpolarisation und der Selbstenergie-Vakuumpolarisation hergeleitet. Bisher konnten diese Beträge nur in Uehling-Näherung ausgewertet werden.