新的统一理论预言了大空间额外维的存在。如果真的存在大额外维，那么在小距离尺度上引力将偏离牛顿引力并且变得更强。大额外维在原子尺度上可能会有可观测的引力效应。本文我们提出了一个新的方法来限制(探测)“仅引力的”大额外维，即通过分析由于这些额外维的存在而修正了的引力对于氢原子和μ原子(μ+e-)的1s-2s和2s-2p能级跃迁的影响，对比现有的实验精度，从而得到对这些额外维的大小或数目的限制。利用Bethe计算电子自能对兰姆移动的贡献时发展的非相对论近似方法，我们估算了新引力对跃迁能量的修正。特别地，对于三个同样大小的额外维情况(环面紧致化)，我们发现现有的原子光谱知识可以给出很强的限制，即空间额外维的大小必须小于10μm。三个“仅引力的”大空间额外维的存在可能为解释宇宙暗物质粒子的自相互作用提供一个新的途径。虽然我们的限制还没有达到由超新星1987a的研究给出的精度，但它们仍然稍好于小距离引力的平方反比定律测试实验给出的限制。最近，华盛顿大学E(o)t-Wash实验组给出的最好限制是R3＜36.6μm。