正子電子偶

正子電子偶或稱正電子素（英語：Positronium）是一個電子與一個正電子組成的亞穩定的束縛態(e⁺e^-)，化學符號是Ps。最早由麻省理工學院物理學家Martin Deutsch在1951年發現。

一個電子和正電子正繞着它們共同質心的軌道。這一個束縛量子態稱為電子偶素。.

由於電子和正電子最終會湮滅產生光子，正子電子偶的半衰期是很短的。根據電子與正電子自旋狀態的不同，正子電子偶主要分為兩種。單態（¹S₀，自旋相反，總自旋為0）即仲正子電子偶（para-positronium，簡記為p-Ps），三重態（³S₁，自旋同向,總自旋為1）即正正子電子偶（ortho-positronium，簡記為o-Ps）。在真空中，單態的正子電子偶半衰期為125ps，之後湮滅產生兩個光子（511keV）；三重態正子電子偶半衰期為142ns，湮滅產生三個光子，有時會產生多個光子。光子總能量為1022keV，即電子和正電子的總質量。

在介質中，三重態正子電子偶的半衰期會相應變化，這就給人們提供了研究物質性質的一種手段。利用正電子或正子電子偶研究物質內部性質已經成為一個應用非常廣泛的學科。它主要利用正子電子偶在介質中的湮滅時間譜圖（英語：Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy，简称PALS）的擬合為測量手段，而且是一種非破壞性的方法。

奇異化合物

正電子的分子鍵合已經被預測^[1]。 氫化電子偶素（PsH）分子已經可以被製備^[2]。 正子電子偶也可形成氰化物，並可與鹵素或鋰形成鍵^[3]。

2007年9月12日，加利福尼亞大學河濱分校的David Cassidy和Allen Mills報道了第一次觀察到雙電子偶素分子 - 由兩個正子電子偶原子組成的分子^[4][5] 。

參閱

• 雙電子偶素
• 量子電動力學
• 奇異原子
• 正電子

參考資料

1. Usukura, J.; Varga, K.; Suzuki, Y. Signature of the existence of the positronium molecule. Physical Review A. 1998, 58 (3): 1918–1931. Bibcode:1998PhRvA..58.1918U. arXiv:physics/9804023 . doi:10.1103/PhysRevA.58.1918.
2. "Out of This World" Chemical Compound Observed (PDF): 9. （原始內容 (PDF)存檔於2009-10-12）.
3. Saito, Shiro L. Is Positronium Hydride Atom or Molecule?. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 2000, 171 (1–2): 60–66. Bibcode:2000NIMPB.171...60S. doi:10.1016/s0168-583x(00)00005-7.
4. Cassidy, D.B.; Mills, A.P. (Jr.). The production of molecular positronium. Nature. 2007, 449 (7159): 195–197. Bibcode:2007Natur.449..195C. PMID 17851519. doi:10.1038/nature06094. （原始內容存檔於2011-06-21） 使用|archiveurl=需要含有|url= (幫助). 簡明摘要. 使用|accessdate=需要含有|url= (幫助)
5. Molecules of positronium observed in the lab for the first time. Physorg.com. [2007-09-07]. （原始內容存檔於2012-01-17）.