電子偶素

概述

電子偶素 positronium

一個電子和一個正電子組成的類原子系統。正電子和氣體原子間碰撞，俘獲原子中的一個電子而形成電子偶素。正電子帶一個單位正電荷，質量只及質子的 1/1836，電子偶素的結合能只有氫原子結合能的一半。正電子與電子的自旋均為1/2，電子偶素的總自旋 S=0和1，可形成自旋方向相反的單態(1S0，自旋相反，總自旋為0)和自旋方向相同的三 “重態 ”(3S1，自旋同向，總自旋為1)的精細結構。在真空中，單態的電子偶素半衰期為125ps(1ps=1x10-12s)，之後湮滅產生兩個光子(511keV)；三重態電子偶素半衰期為142ns(1ns=1x10-9s)，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(2mc^2)。

基本介紹

• 中文名：電子偶素
• 外文名：positronium
• 含義：一個電子和一個正電子組成的類原
• 套用：電子偶素對於驗證量子電動力學理
• 價值：驗證量子電動力學理論

電子偶素的套用

對於驗證量子電動力學理論，具有特殊的研究價值。

在介質中，三重態電子偶素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。利用正電子或電子偶素研究物質內部性質已經成為一個套用非常廣泛的學科。它主要利用電子偶素在介質中的湮滅時間譜圖(Positron annihilation lifetime spectroscopy, PALS)的擬合為測量手段，而且是一種非破壞性的方法。