Позитроний

«Наивная» классическая схема строения позитрония. Электрон и позитрон обращаются вокруг их общего центра масс

Позитро́ний — связанная квантовомеханическая система (экзотический атом), состоящая из электрона и позитрона. В зависимости от взаимного направления спинов электрона и позитрона различают ортопозитроний (спины сонаправлены, суммарный спин S = 1) и парапозитроний (спины противоположно направлены, суммарный спин S = 0). Позитроний, как и атом водорода, представляет собой систему двух тел, и его поведение и свойства точно описываются в квантовой механике. Он был впервые экспериментально идентифицирован в 1951 году Мартином Дойчем^[1].

Свойства

Поскольку

потенциал ионизации из основного состояния равен 6,77 эВ

(вдвое меньше потенциала ионизации водорода).

Позитроний быстро

время жизни

зависит от спина: покоящийся парапозитроний в вакууме аннигилирует в среднем за:

t_{0}={\frac {2\hbar }{m_{\mathrm {e} }c^{2}\alpha ^{5}}}=~{\text{0,1244 нс}}

Парапозитроний аннигилирует на два

гамма-кванта с энергией по 511 кэВ и противоположными импульсами

.

Ортопозитроний живёт на три порядка дольше:

t_{1}={\frac {{\frac {1}{2}}9h}{2m_{\mathrm {e} }c^{2}\alpha ^{6}(\pi ^{2}-9)}}=~{\text{138,6 нс}}

Ортопозитроний распадается на три гамма-кванта, в силу сохранения

системе центра инерции

позитрония равна 1022 кэВ (соответствует удвоенной массе электрона).

Масса основного состояния ортопозитрония (

фазовых переходов

и других физико-химических процессов в газах и конденсированных средах.

Позитроний (как и

лептонным атомом, поэтому его спектроскопия и прецизионное измерение времени жизни представляют особый интерес для проверки предсказаний квантовой электродинамики

. Изучается также отрицательный ион позитрония Ps⁻, состоящий из двух электронов и позитрона.

Молекулярный позитроний

Молекуля́рный позитро́ний, дипозитро́ний, Ps₂ — молекула, состоящая из двух атомов позитрония (то есть связанная система из двух электронов и двух позитронов).

В

2005 появились сообщения о возможном наблюдении молекулярного позитрония Ps₂, подтверждённые в сентябре 2007^[4]^[5]. Молекулы Ps₂ были обнаружены при облучении тонкой плёнки пористого кварца

мощным потоком позитронов.

Литература

Гольданский В. И. Физическая химия позитрона и позитрония. М., 1968.

Ссылки

↑ Martin Deutsch. Evidence for the Formation of Positronium in Gases // Phys. Rev. — 1951. — Т. 82. — С. 455—456.
↑ Л. И. Пономарёв. Позитроний // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Магнитоплазменный — Пойнтинга теорема. — С. 671. — 672 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-019-3.
↑ J. A. Wheeler. Polyelectrons // Annals of the New York Academy of Sciences. — 1946. — Т. 48, № 3. — С. 219—238.
↑ D. B. Cassidy, A. P. Mills, Jr. The production of molecular positronium // Nature. — 2007. — Т. 449. — С. 195—197 (13 September 2007). Архивировано 23 апреля 2008 года.
↑ Molecules of Positronium Observed in the Laboratory for the First Time Архивная копия от 9 февраля 2008 на Wayback Machine. Press release. September 12, 2007.

См. также

[1] Martin Deutsch. Evidence for the Formation of Positronium in Gases // Phys. Rev. — 1951. — Т. 82. — С. 455—456.

[ФЭ-2] Л. И. Пономарёв. Позитроний // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Магнитоплазменный — Пойнтинга теорема. — С. 671. — 672 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-019-3.

[3] J. A. Wheeler. Polyelectrons // Annals of the New York Academy of Sciences. — 1946. — Т. 48, № 3. — С. 219—238.

[4] D. B. Cassidy, A. P. Mills, Jr. The production of molecular positronium // Nature. — 2007. — Т. 449. — С. 195—197 (13 September 2007). Архивировано 23 апреля 2008 года.

[5] Molecules of Positronium Observed in the Laboratory for the First Time Архивная копия от 9 февраля 2008 на Wayback Machine. Press release. September 12, 2007.

[1]

[4]

[5]