Positronium

Positronium ist eine quasi-stabilen System, das aus einem Elektron und sein Antiteilchen, das Positron und bilden zusammen eine exotische Atom. Die Umlaufbahn der beiden Teilchen und Energieniveaus ähnlich dem Wasserstoffatom. Aber aufgrund der unterschiedlichen massearm System sind die Frequenzen der Spektrallinien zugeordnet ist weniger als die Hälfte in Wasserstoff.

Einzelheiten

Positronium instabil ist, mit einer Halbwertszeit von etwa 10 Sekunden. Positron-Elektron-Zerstrahlung isoliert Positronium-Atom führt im allgemeinen zwei oder drei Gamma-Photonen in Abhängigkeit von der Drehung des Positronium-Atom, mit einer Gesamtenergie von 1022 keV. Wenn die Positronium zerfällt in Gegenwart von anderen Teilchen, wie ein Elektron, Erfassungsteil der relativistischen Impulse ist es möglich, Desintegrations in einem Gammaphotonen. Sie haben experimentell bis 5 Photonen beobachtet, was bestätigt, die Vorhersagen der Quantenelektrodynamik zu sehr hohen Ordnung.

Positronium, wie Wasserstoff, können verschiedene Konfigurationen aufweisen: das Grundniveau kann ein Singulett-Zustand mit antiparallelen Spins der parapositronio, ein Symbol S0 sein. Dieser Zustand kann bis zu 10 Sekunden betragen, mit einer durchschnittlichen Lebensdauer von 125 Pikosekunden. Eine andere mögliche Konfiguration der Triplett-Zustand mit parallelen Spins als ortopositronio bekannt und können bis zu 10 s betragen, mit einer durchschnittlichen Lebensdauer von 140 Nanosekunden.

Energieniveaus

Die Ähnlichkeiten zwischen Positronium und Wasserstoffatom noch erweitern, um die Gleichung zeigt, etwa die Energieniveaus. Die Energieniveaus der beiden Systeme sind unterschiedlich aufgrund der unterschiedlichen m, in der Energiegleichung verwendet wird:

Die reduzierte Masse ist in diesem Fall gegeben durch:

Für Positronium nur die reduzierte Masse unterscheidet sich von der Ruhemasse des Elektrons um den Faktor 2. Dies ist der Grund, warum die Energiepegel für die Positronium sind etwa die Hälfte für Wasserstoff.

Somit sind die Energieniveaus der Positronium durch:

Die niedrigeren Energieniveau für Positronium ist -6.8 eV. Die nächste Energieniveau -1,7 eV.

Geschichte

  • Im Jahr 1934 prognostizierte die kroatische Wissenschaftler Stjepan Mohorovičić die Existenz von Positronium in einem Artikel veröffentlicht

Astronomische Nachrichten, in dem er die Substanz "Elektron", obwohl andere Quellen deuten darauf hin, dass Carl Anderson hatte seine Existenz im Jahr 1932 vorhergesagt.

  • Es wurde experimentell im Jahre 1951 von Martin Deutsch am MIT entdeckt.
  • Mühlen und Allen 2005 David Cassidy, University of California, etabliert die Hypothese, dass Positroniummoleküle kann auf der Siliziumoberfläche gebildet werden.
  • Der 12. September 2007, David Cassidy und Allen Mills von der Universität von Kalifornien-Bericht, dass mit einem Siliziumfilm gelungen, genug Positronen zu fangen, um gleichzeitig eine große Menge von Positronium-Atome erstellen zu kombinieren und bilden dipositronio oder Moleküle zwei positronios. Cassidy und Mills legen nahe, dass es möglich ist, Millionen Positronen Atomen kombinieren, um eine Bose-Einstein-Kondensats, daß die Spreng bilden eine Laser Vernichtung von hochenergetischen Gamma-Strahlen, etwa eine Million mal höher als die aktuellen Lasern zu schaffen.
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