Elektron i pozyton krążące wokół wspólnego środka masy tworzą pozytoniumModel cząsteczki wodorku pozytonium
Pozytonium[1] (pozyt[2], pozytronium, symbol Ps) – quasi-stabilny układ złożony z elektronu e- i jego antycząstki – pozytonu 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.
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.
Chemia pozytonium
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[3]. Jej istnienie było przewidywane teoretycznie od lat 50.
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[4][5].
↑D.M.D.M.SchraderD.M.D.M. i inni, Formation of positronium hydride, „Physical Review Letters”, 69 (1), 1992, s. 57–60, DOI: 10.1103/PhysRevLett.69.57(ang.).
↑D.B.D.B.CassidyD.B.D.B., A.P.A.P.MillsA.P.A.P., The production of molecular positronium, „Nature”, 449 (7159), 2007, s. 195–197, DOI: 10.1038/nature06094(ang.).
↑Molecules of positronium observed in the lab for the first time. Phys.org, 2007-09-12. [dostęp 2020-08-10]. (ang.).
