《電子偶素分子產生的實驗研究》是依託武漢大學，由王少階擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：電子偶素分子產生的實驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王少階
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
電子偶素（Positronium，符號Ps）是正電子和電子組成的準束縛態，它是一種特殊原子，也是最輕的類氫原子。據2007年9月Nature報導，科學家已製成由兩個電子偶素組成的電子偶素分子，它是人類首次製成的物質-反物質分子，在基礎物理學研究中具有重要科學意義。本項目將利用國際上新發展起來的基於捕獲的正電子束技術，在國內首次開展電子偶素產生的實驗研究。主要研究內容和研究目標是：（1）正電子的壓縮和積累，力爭捕獲效率達到20%，積累3×10^7個正電子；（2）正電子聚束和強正電子脈衝的產生，將產生脈寬小於1ns，面密度大於2×10^10/cm^2 的強正電子脈衝；（3）設計製作含納米孔洞的二氧化矽多孔薄膜，研究高密度電子偶素在其中的形成；（4）電子偶素分子產生和鑑別的實驗研究。研究結果將為實現電子偶素玻色愛因斯坦凝聚（Ps-BEC）和研究基於電子偶素受激湮沒而產生伽馬雷射等前沿探索打下堅實基礎。
結題摘要
完成了慢正電子束與正電子捕獲裝置的聯調實驗，正電子束束斑尺寸由10mm壓縮至約1mm，正電子積累時間約20秒。設計了新型聚束磁場和具有二維掃描功能的靶室，以產生正電子微束，預計微束直徑約50微米。對基於捕獲阱的正電子脈衝束進行了模擬設計。製備了能產生大量電子偶素（Ps）的多孔二氧化矽薄膜材料，研究了電子偶素在多孔催化材料中的湮沒機制。用正電子湮沒研究了若干納米材料中的缺陷特性: 如用慢正電子束技術研究了紫外照射對矽橡膠(PDMS)絕緣子表面界面結構的影響；研究了光催化材料納米二氧化鈦的相變和微結構，探測到相變過程中晶粒表面缺陷的種類與數量變化；研究了金屬氧化物納米材料的微結構與鐵磁性等。由於實驗裝置加工周期長以及放射源較弱等原因，故正電子微束和電子偶素分子產生實驗將推遲。
