Pozytonium

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Elektron i pozyton krążące wokół wspólnego środka masy tworzą pozytonium
Model cząsteczki wodorku pozytonium

Pozytonium (pozyt, pozytronium, symbol Ps) – quasi-stabilny układ złożony z elektronu e- i jego antycząstkipozytonu e. Orbity obu cząstek i dostępne poziomy energetyczne są podobne jak dla atomu wodoru (czyli elektronu i protonu). Jednak ze względu na mniejszą masę zredukowaną częstotliwości odpowiadające liniom widmowym są ponad dwa razy niższe niż w przypadku wodoru.

Atom – podstawowy składnik materii. Składa się z małego dodatnio naładowanego jądra o dużej gęstości i otaczającej go chmury elektronowej o ujemnym ładunku elektrycznym.Anihilacja (z łac. annihilatio – unicestwienie, od nihil – nic) – proces prowadzący do całkowitej destrukcji materii posiadającej masę. W fizyce anihilacją nazywamy oddziaływanie cząstki z odpowiadającą jej antycząstką, podczas którego cząstka i antycząstka zostają zamienione na fotony (zasada zachowania pędu nie dopuszcza możliwości powstania jednego fotonu – zawsze powstają co najmniej dwa) o sumarycznej energii równoważnej masom cząstki i antycząstki, zgodnie ze wzorem Einsteina: E=mc² (zobacz: Szczególna teoria względności).

Pozytonium jest niestabilne ze średnim czasem życia wynoszącym około 142 ns. Elektron i pozyton ulegają anihilacji, podczas której emitowane są kwanty gamma.

Ze względu na wzajemne ustawienie spinów rozróżnia się dwa stany pozytonium: gdy spiny elektronu i pozytonu są równoległe (stan trypletowy ↑↑), mówi się o ortopozytonium, rozpada się ono ze średnim czasem życia 142 ns na trzy fotony, zaś gdy są antyrównoległe (stan singletowy ↑↓) – o parapozytonium, rozpadającym się na dwa fotony ze średnim czasem życia 125 ps, czyli 1136 razy krótszym.

Linia spektralna — ciemna lub jasna linia w jednolitym, ciągłym widmie, powstającą wskutek nadmiaru lub deficytu fotonów (w porównaniu z pobliskimi częstotliwościami) w wąskim zakresie częstotliwości.Mionium (symbol Mu) – nazwa egzotycznego atomu zbudowanego z antymionu i elektronu (μ i e). Mionium strukturą przypomina atom wodoru; antymion, którego masa jest 207 razy większa od elektronu, zajmuje w nim miejsce protonu. Ze względu na dużą różnicę mas cząstek mionium przypomina atom wodoru także pod względem energii jonizacji i promienia atomu w modelu Bohra. Stan podstawowy mionium ma energię -13,54 eV, bardzo bliską wartości -13,64 eV dla wodoru.

Chemia pozytonium[ | edytuj kod]

Czas życia pozytonium jest dłuższy od czasu zachodzenia wielu reakcji chemicznych. W 1992 roku po raz pierwszy zaobserwowano reakcję pozytonium z wodorem, w wyniku czego powstała cząsteczka wodorku pozytonium (PsH), która istniała przez 0,5 ns. Związek ten uzyskano w wyniku naświetlania metanu pozytonami. Jej istnienie było przewidywane teoretycznie od lat 50.

Foton (gr. φως – światło, w dopełniaczu – φοτος, nazwa stworzona przez Gilberta N. Lewisa) jest cząstką elementarną, nie posiadającą ładunku elektrycznego ani momentu magnetycznego, o masie spoczynkowej równej zero (m0 = 0), liczbie spinowej s = 1 (fotony są zatem bozonami). Fotony są nośnikami oddziaływań elektromagnetycznych, a ponieważ wykazują dualizm korpuskularno-falowy, są równocześnie falą elektromagnetyczną.Masa zredukowana – wielkość służąca do opisu układu oddziałujących ze sobą ciał. W przypadku np. dwóch mas oddziałujących ze sobą grawitacyjnie przyjmuje ona postać:

W 2007 zaobserwowano w laboratorium pierwszą cząsteczkę Ps2, składającą się z dwóch "atomów" pozytonium. Obserwacji dokonali 12 września 2007 David Cassidy i Allen Mills z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside.

Zobacz też[ | edytuj kod]

  • atom egzotyczny
  • mionium
  • protonium
  • WIMPonium
  • Przypisy[ | edytuj kod]

    1. Jerzy Sobkowski, Małgorzata Jelińska-Kazimierczuk: Chemia jądrowa. Warszawa: Wydawnictwo Adamantan, 2006, s. 120-121. ISBN 83-7350-080-4.
    2. J. Dryzek, T. Stegemann, B. Cleff: Badania warstwy wierzchniej metodą anihilacji pozytonów. Kraków: Instytut Fizyki Jądrowej im. H. Niewodniczańskiego, 1996. [dostęp 2020-08-10].
    3. D.M. Schrader i inni, Formation of positronium hydride, „Physical Review Letters”, 69 (1), 1992, s. 57–60, DOI10.1103/PhysRevLett.69.57 (ang.).
    4. D.B. Cassidy, A.P. Mills, The production of molecular positronium, „Nature”, 449 (7159), 2007, s. 195–197, DOI10.1038/nature06094 (ang.).c?
    5. Molecules of positronium observed in the lab for the first time (ang.). Phys.org, 2007-09-12. [dostęp 2020-08-10].
    Wodór (H, łac. hydrogenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 1, niemetal z bloku s układu okresowego. Jego izotop, prot, jest najprostszym możliwym atomem, zbudowanym z jednego protonu i jednego elektronu.Częstotliwość (częstość) – wielkość fizyczna określająca liczbę cykli zjawiska okresowego występujących w jednostce czasu. W układzie SI jednostką częstotliwości jest herc (Hz). Częstotliwość 1 herca odpowiada występowaniu jednego zdarzenia (cyklu) w ciągu 1 sekundy. Najczęściej rozważa się częstotliwość w ruchu obrotowym, częstotliwość drgań, napięcia, fali.




    Warto wiedzieć że... beta

    Proton, p (z gr. πρῶτον – "pierwsze") − trwała cząstka subatomowa z grupy barionów o ładunku +1 i masie spoczynkowej równej ok. 1 u.
    Spin – moment własny pędu cząstki w układzie, w którym nie wykonuje ruchu postępowego. Własny oznacza tu taki, który nie wynika z ruchu danej cząstki względem innych cząstek, lecz tylko z samej natury tej cząstki. Każdy rodzaj cząstek elementarnych ma odpowiedni dla siebie spin. Cząstki będące konglomeratami cząstek elementarnych (np. jądra atomów) mają również swój spin będący sumą wektorową spinów wchodzących w skład jego cząstek elementarnych.
    Jerzy Sobkowski (ur. 1929) – polski chemik, profesor nauk chemicznych, specjalizujący się w chemii fizycznej i elektrochemii.
    Library of Congress Control Number (LCCN) – numer nadawany elementom skatalogowanym przez Bibliotekę Kongresu wykorzystywany przez amerykańskie biblioteki do wyszukiwania rekordów bibliograficznych w bazach danych i zamawiania kart katalogowych w Bibliotece Kongresu lub u innych komercyjnych dostawców.
    WIMP (ang. Weakly Interacting Massive Particles – słabo oddziałujące masywne cząstki) – hipotetyczne ciężkie (10 GeV/c² do kilku TeV/c², podczas gdy masa protonu to nieco mniej niż 1 GeV/c².) cząstki oddziałujące z widzialną materią z siłą porównywalną do oddziaływań słabych. (Neutrina słabo oddziałują z materią, ale są bardzo lekkie.)
    Cząstka – bardzo mała ilość (pyłek, okruch) lub stosunkowo niewielka część większej całości (Galaktyka jest cząstką kosmosu). W naukach przyrodniczych (fizyka, chemia) cząstka oznacza mały fragment materii (np. cząstka kurzu), który ma zwarty kształt, w odróżnieniu od nici czy włókna.
    Poziom energetyczny - energia stanu dostępnego dla cząstki. Poziom może być zdegenerowany, jeśli dana wartość energii cechuje więcej niż jeden stan kwantowy.

    Reklama