Պոզիտրոնիում

Պոզիտրոնիում, պոզիտրոնի և էլեկտրոնի կապված վիճակ, նման է ջրածնի ատոմին, որում պրոտոնը փոխարինված է պոզիտրոնով։

Պատմություն 
Պոզիտրոնիումի գոյությունը կանխագուշակել է հարավսլավացի գիտնական Ս․ Մոհորովիչիչը (S․ Mohorovicic) 1934 թվականին, իսկ փորձով հայտնաբերել է Մ․ Դոյչը (M․ Deutsch, ԱՄՆ) 1951 թվականին։

Հատկություններ 
Պոզիտրոնիումի զանգվածը հավասար է երկու էլեկտրոնային զանգվածի։ Եթե ջրածնի ատոմում էլեկտրոնը պտույտ է կատարում իրենից 1836 անգամ ծանր, գրեթե անշարժ պրոտոնի շուրջը, ապա պոզիտրոնիումում հավասար զանգված ունեցող էլեկտրոնն ու պոզիտրոնը պտտվում են ընդհանուր ծանրության կենտրոնի շուրջը հավասար հեռավորությամբ։ Այդ պատճառով պոզիտրոնիումի միջին չափերը երկու անգամ մեծ են ջրածնի ատոմի չափերից, իսկ չգրգռված մակարդակների էներգիան երկու անգամ փոքր է ջրածնի համապատասխան մակարդակների էներգիայից։

Ջրածնի ատոմի և պոզիտրոնիումի ամենակարևոր տարբերությունն այն է, որ վերջինս կայուն չէ։ Պոզիտրոնը և էլեկտրոնը կարող են անիհիլացվել ու փոխարկվել երկու կամ ավելի γ-քվանտների։ Պոզիտրոնիումի կյանքի տևողությունը կախված է նրանից, թե ինչպիսի վիճակում են էլեկտրոնն ու պոզիտրոնը կազմում կապված համակարգ։

Կյանքի տևողություն 
Պոզիտրոնիումի կյանքի տևողությունը կախված է նրանից, թե ինչպիսի վիճակում են էլեկտրոնն ու պոզիտրոնը կազմում կապված համակարգ։ Երբ դրանց սպինները հակագուգահեռ են, գոյանում է սինգլետ վիճակ (s = 0 գումարային սպինով), որը կոչվում է պարապոզիտրոնիում։ Սկզբնական սպինների զուգահեռ լինելու դեպքում առաջանում է տրիպլետ վիճակ (s= 1), որը կոչվում է օրթոպոզիտրոնիում։

Պոզիտրոնիումը իսկկորեն չեզոք համակարգ է և ունի որոշակի լիցքային զույգություն՝ պարապոգիտրոնիումի հիմնական վիճակը լիցքորեն զույգ է, իսկ օրթոպոգիտրոնիումինը՝ լիցքորեն կենտ։ Քանի որ γ-քվանտը լիցքորեն կենտ մասնիկ է, ապա պարապոզիտրոնիումի կյանքի տևողությունը հիմնական վիճակում որոշվում է

պրոցեսի հավանականությամբ և կազմում է τ0= 1,2 · 10−10 վրկ, իսկ օրթոպոզիտրոնիումի կյանքի տևողությունը պայմանավորված է

պրոցեսով և ավելի մեծ է (τ0= 1,4 · 10−7)։ Պոզիտրոնիումը նման է ջրածնի ատոմին նաև քիմիական հատկություններով (քիմ․ նշանը՝ Ps) և կարող է ծառայել իբրե «նշակիր ատոմ» կամ օգտագործվել նյութերի ֆիգիկաքիմիական հատկությունների հետազոտման համար։

Գրականություն 
The annihilation of positronium - The Feynman Lectures on Physics

Տարրական մասնիկներ
Մոլեկուլային ֆիզիկա
Քվանտային էլեկտրադինամիկա
Քվանտային քիմիա