Позитроний

Позитроний

Позитро́ний — связанная квантовомеханическая система, 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].

Содержание

Свойства

Поскольку приведённая масса позитрония почти вдвое меньше приведённой массы атома водорода, радиус атома позитрония 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 0,125 нс (в два гамма-кванта с энергией по 511 кэВ и противоположными импульсами), тогда как ортопозитроний живёт на три порядка дольше (143 нс) и распадается в 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 3S1) на 8,4·10−4 эВ больше, чем основного состояния парапозитрония (терм 1S0), между этими двумя состояниями возможны переходы. При образовании атома позитрония из неполяризованных частиц ортопозитроний возникает втрое чаще, так как его статистический вес g=2S+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 мезонной химии, 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

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 Ps2, подтверждённые в сентябре 2007[2]. Молекулы Ps2, состоящие из двух электронов и двух позитронов, были обнаружены при облучении тонкой плёнки пористого кварца мощным потоком позитронов.

Литература

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

Ссылки

  1. ↑ Martin Deutsch Evidence for the Formation of Positronium in Gases // Phys. Rev. — 1951. — Т. 82. — С. 455-456.
  2. ↑ D. B. Cassidy, A. P. Mills, Jr. The production of molecular positronium // Nature. — 2007. — Т. 449. — С. 195-197 (13 September 2007).

См. также


  Квантовая электродинамика  п·Электрон | Позитрон | Фотон
Аномальный магнитный момент
Позитроний

Wikimedia Foundation. 2010.

Синонимы:


Полезное


Смотреть что такое "Позитроний" в других словарях:

  • ПОЗИТРОНИЙ — (хим. символ Ps), связанная водородоподобная система е+е , состоящая из эл на и позитрона. Размеры П. примерно в два раза превышают размеры атома водорода (т. к. приведённая масса П. равна 1/2mе, где me масса эл на), а его энергия связи в два… …   Физическая энциклопедия

  • ПОЗИТРОНИЙ — связанная система из электрона (е?) и позитрона (е+), по структуре подобная атому водорода; нестабилен через 10 7 или 10 10 с (соответственно при антипараллельных и параллельных спинах частиц) происходит аннигиляция е+ и е? …   Большой Энциклопедический словарь

  • ПОЗИТРОНИЙ — ПОЗИТРОНИЙ, нестабильная связанная система из ЭЛЕКТРОНА и ПОЗИТРОНА (АНТИЧАСТИЦЫ электрона), держащихся вместе благодаря электромагнитному притяжению. Впервые обнаружен в 1951 г. Период полураспада позитрония равен 1,39.10 7 с или 1,25.10 10 с, в …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • позитроний — сущ., кол во синонимов: 1 • частица (128) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • позитроний — связанная система из электрона (е ) и позитрона (е+), по структуре подобная атому водорода; нестабилен  через 10 7 или 10 10 с (соответственно при антипараллельных и параллельных спинах частиц) происходит аннигиляция е+ и е * * * ПОЗИТРОНИЙ… …   Энциклопедический словарь

  • позитроний — pozitronis statusas T sritis chemija apibrėžtis Sistema, susidedanti iš pozitrono ir elektrono. atitikmenys: angl. positronium rus. позитроний …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • позитроний — pozitronis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. positronium vok. Positronium, n rus. позитроний, m pranc. positronium, m …   Fizikos terminų žodynas

  • Позитроний —         связанная система частиц позитрона е+ и электрона е . Обозначается ps. П. подобен атому водорода, в котором протон заменен Позитроном. П. был открыт в 1951 М. Дейчем (США), название предложено в 1945 А. Руарком (США). П. образуется при… …   Большая советская энциклопедия

  • ПОЗИТРОНИЙ — см. Мезонная химия …   Химическая энциклопедия

  • ПОЗИТРОНИЙ — связанная система из электрона (е ) и позитрона (е+), по структуре подобная атому водорода; нестабилен через 10 7 или 10 10с (соотв. при антипараллельных и параллельных спинах частиц) происходит аннигиляция е+ и е …   Естествознание. Энциклопедический словарь


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
… Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»