Orthopositronium

Positronium ist ein exotisches Atom bestehend aus einem Elektron und einem Positron. Anschaulich ist es ein Wasserstoffatom, bei dem der Kern (=Proton) durch ein Positron ersetzt wird. Positronen sind die Antiteilchen der Elektronen.

Es wird zwischen dem Orthopositronium und dem Parapositronium unterschieden. Während beim Orthopositroniums die Spins von Elektron und Positron gleichgerichtet sind, der Gesamtspin des Systems also 1 beträgt, sind diese im Parapositronium entgegen gerichtet, wodurch der Gesamtspin 0 ist. Elektron und Positron annihilieren, so dass das Positronium nur eine endliche Lebensdauer hat. Parapositronium zerfällt mit einer Lebensdauer von 0,125 ns in zwei Photonen. Orthopositronium kann aus Spinerhaltungsgründen nur in mindestens drei Photonen zerfallen. Da dieser Prozess weniger wahrscheinlich ist, hat es mit 142 ns eine erheblich längere Lebensdauer.

Dem Physiker Martin Deutsch gelang es im Jahr 1951 am Massachusetts Institute of Technology erstmals, ein Positronium-Atom nachzuweisen.

Positronium-Verbindungen

Positronisches Wasser

Positronisches Wasser ist ein hypothetisches wasserähnliches Molekül, das aus einem Sauerstoffatom und zwei Positroniumatomen besteht. Im Vergleich zum normalen Wasser werden also die Wasserstoffatome durch Positronium ersetzt.

Die Möglichkeit der Existenz von positronischem Wasser wurde erstmals 1998 von Physikern an der amerikanischen Marquette University veröffentlicht. Auf der Grundlage von Monte-Carlo-Simulationen sagten die Forscher vorher, dass positronisches Wasser zwar durchaus existieren kann, jedoch chemisch nicht so stabil wie normales Wasser ist, da die Bindungsenergie nur etwa 30% so groß ist wie die von Wasser. Außerdem wird eine Annihilationsrate von 4,6 ns^-1 vorhergesagt.

Positronisches Wasser wurde bislang in der Praxis noch nicht hergestellt.

Di-positronium

Di-positronium, oder auch dipositronium, ist ein Molekül, bestehend aus zwei Positronium-Atomen. Die Existenz wurde von John Archibald Wheeler vorhergesagt und theoretisch beschrieben, aber erst 2007 von David Cassidy und Allen Mills experimentell nachgewiesen.^[1][2]

Literatur

• N. Jiand, D.M. Schrader, Positronic Water, Ps₂O. In: Physical Review Letters. Bd. 81, Nr. 23, 1998, S.5113-5116
• N. Jiand, D.M. Schrader, Erratum: Positronic Water, Ps₂O. In: Physical Review Letters. Bd. 82, Nr. 23, 1999, S.4735
• G. Schatz, A. Weidinger, Nukleare Festkörperphysik. Verlag Teubner Studienbücher, Stuttgart ¹1985.
• D. B. Cassidy, A. P. Mills Jr., The production of molecular positronium, Nature 449, 195-197 (13. September 2007) doi:10.1038/nature06094

Quellen

1. ↑ Molecules of Positronium Observed in the Laboratory for the First Time, press release, University of California, Riverside, 12 September 2007
2. ↑ Mirror particles form new matter, Jonathan Fildes, BBC News, 12 September 2007.

Weblinks

• Presse-Information der Max-Planck-Gesellschaft über Positronium-Ionen