Химия - Позитроний



01 марта 2011


Оглавление:
1. Позитроний
2. Молекулярный позитроний



Позитроний — связанная квантовомеханическая система, состоящая из электрона и позитрона. В зависимости от взаимного направления спинов электрона и позитрона различают ортопозитроний и парапозитроний. 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 .

Свойства

Поскольку приведённая масса позитрония почти вдвое меньше приведённой массы атома водорода, радиус атома позитрония 0,106 нм, а его потенциал ионизации из основного состояния равен 6,77 эВ.

Позитроний быстро аннигилирует, его время жизни зависит от спина: покоящийся парапозитроний в вакууме аннигилирует в среднем за 0,125 нс, тогда как ортопозитроний живёт на три порядка дольше и распадается в три гамма-кванта, в силу сохранения зарядовой чётности. В среде время жизни позитрония уменьшается, 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.

Масса основного состояния ортопозитрония на 8,4×10 эВ больше, чем основного состояния парапозитрония, 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 мало, он успевает вступить в химические реакции. Химия позитрония достаточно хорошо изучена. 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 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.





Просмотров: 2267


<<< Орбитали слэтеровского типа
Правило Вудворда-Хофмана >>>