Interested Article - Позитроний
![](/images/007/057/7057042/1.jpg?rand=22199)
![](https://cdn.wafarin.com/avatars/fa27ef3ef6570e32a79e74deca7c1bc3.jpg)
- 2020-08-03
- 1
![](/images/007/057/7057042/1.jpg?rand=614491)
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 .
Свойства
Поскольку приведённая масса позитрония почти вдвое меньше приведённой массы электрона , радиус атома позитрония в основном состоянии 0,106 нм (вдвое больше атома водорода), а его потенциал ионизации из основного состояния равен 6,77 эВ (вдвое меньше потенциала ионизации водорода).
Позитроний быстро аннигилирует , его время жизни зависит от спина: покоящийся парапозитроний в вакууме аннигилирует в среднем за:
Парапозитроний аннигилирует на два гамма-кванта с энергией по 511 кэВ и противоположными импульсами .
Ортопозитроний живёт на три порядка дольше:
Ортопозитроний распадается на три гамма-кванта, в силу сохранения зарядовой чётности . В среде время жизни позитрония уменьшается (для ортопозитрония в твёрдом веществе оно становится менее 1 нс), и относительная вероятность аннигиляции в 2 гамма-кванта растёт. Возможна аннигиляция позитрония в большее число гамма-квантов, однако вероятность этого очень мала. В любом случае суммарная энергия аннигиляционных гамма-квантов в системе центра инерции позитрония равна 1022 кэВ (соответствует удвоенной массе электрона).
Масса основного состояния ортопозитрония ( терм 3 S 1 ) на 8,4⋅10 −4 эВ больше, чем основного состояния парапозитрония ( терм 1 S 0 ), между этими двумя состояниями возможны переходы. При образовании атома позитрония из неполяризованных частиц ортопозитроний возникает втрое чаще, так как его статистический вес g = 2 S + 1 втрое больше, чем у парапозитрония. Хотя время жизни позитрония мало́, он успевает вступить в химические реакции. Химия позитрония достаточно хорошо изучена (как правило, она рассматривается в рамках , хотя электрон и позитрон не относятся к мезонам ). Химический символ позитрония — Ps . Химически позитроний близок к водороду, его взаимодействия используются для изучения кинетики химических реакций , диффузии , фазовых переходов и других физико-химических процессов в газах и конденсированных средах.
Позитроний (как и мюоний ) является чисто 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 , Ps 2 — молекула, состоящая из двух атомов позитрония (то есть связанная система из двух электронов и двух позитронов ).
В 1946 Дж. А. Уилер предположил , что два атома позитрония могут объединиться в молекулу с энергией связи около 0,4 эВ (дипозитроний). В 2005 появились сообщения о возможном наблюдении молекулярного позитрония Ps 2 , подтверждённые в сентябре 2007 . Молекулы Ps 2 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. // Phys. Rev. — 1951. — Т. 82 . — С. 455—456 .
- Л. И. Пономарёв. // 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. // Nature. — 2007. — Т. 449 . — С. 195—197 (13 September 2007) . 23 апреля 2008 года.
- от 9 февраля 2008 на Wayback Machine . Press release. September 12, 2007.
См. также
![](https://cdn.wafarin.com/avatars/fa27ef3ef6570e32a79e74deca7c1bc3.jpg)
- 2020-08-03
- 1