Positronium
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Ein Positronium ist ein wasserstoffähnliches exotisches Atom aus einem Elektron und einem Positron, das heißt das Proton im Kern des Wasserstoffatoms ist durch ein Positron ersetzt. Es wird zwischen dem Orthopositronium und dem Parapositronium unterschieden. Während in dem System des 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 beträgt. Elektron und Positron annihilieren, so dass das Positronium nur eine endliche Lebensdauer hat. Da Orthopositronium aus Spinerhaltungsgründen nicht in zwei, sondern in mindestens drei Photonen zerfällt, ist seine Lebensdauer mit ca. 140 ns erheblich länger als die von Parapositronium (0,125 ns).
[Bearbeiten] Massenunterschied zwischen Orthopositronium und Parapositronium
Im Vergleich zum Parapositronium besitzt das Orthopositronium eine höhere Masse. Die aus der Drehbewegung des Elektrons und des Positrons folgenden magnetischen Kräfte führen im Falle des Orthopositroniums zu einer magnetischen Abstoßung, bei dem Parapositronium zu einer magnetischen Anziehung. Da die elektrische Anziehung zwischen Elektron und Positron deutlich stärker ist, kommt es allerdings nur zu einem geringen Unterschied der Energie beider Teilchen, wobei zur Erzeugung des Orthopositronium ein wenig mehr Energie benötigt wird, um die magnetische Abstoßung zu überwinden. Durch die Äquivalenz von Masse und Energie ergibt sich dadurch die leicht höhere Masse.
1998 haben amerikanische Physiker die Existenz von positronischem Wasser postuliert. Es besteht aus einem Sauerstoff- und zwei Positronium-Atomen und ist ein wasserähnliches Molekül.
