Positrone e positronio

Il Positrone e il Positronio: Due Particelle Affascinanti

Il positrone, una particella con carica positiva e stessa dell’elettrone, è stato scoperto da Carl David Anderson nel 1932, guadagnandosi il Premio Nobel per la Fisica nel 1936. Quando un positrone e un elettrone si incontrano, avviene un processo noto come annichilazione, durante il quale le due particelle si annullano trasformando la loro massa in sotto di fotoni.

Il positrone ha una massa a riposo di 0.511 MeV, con l’annichilazione che produce fotoni γ con un’energia totale di .022 MeV.

Positrone: Emissione e Interazioni

I positroni, noti anche come particelle β+, vengono emessi nel decadimento di alcuni nuclei che presentano un eccesso di protoni, e mostrano un ampio spettro di energie cinetiche durante l’emissione. Durante il processo di decadimento β+, i positroni vengono emessi insieme a neutrini.

Quando i positroni cedono la loro energia cinetica attraverso la materia, possono generare coppie di particelle, ionizzare molecole, eccitare atomi e emettere fotoni X. A basse velocità, un positrone può catturare un elettrone orbitale, formando una sorta di “atomo” chiamato positronio, simile all’atomo di idrogeno ma con un positrone al posto del protone.

Positronio: Struttura e Proprietà

Il positronio offre uno spunto di interesse non solo per la sua struttura elettronica, ma anche per le sue proprietà chimiche. Il suo stato fondamentale, noto come o parapositronio, presenta spin antiparalleli tra l’elettrone e il positrone. Questo stato ha un’energia di legame di circa 150 kcal/mol e una vita media di 10-10 s, dopo la quale le due particelle si annullano emettendo due fotoni γ di 0.511 MeV ciascuno.

Il positronio può esistere anche in uno stato di tripletto o ortopositronio, in cui gli spin del positrone e dell’elettrone sono paralleli, con una vita media di circa 10-7 s. Durante l’annichilazione in questo stato, vengono generati tre fotoni γ con un’energia totale di 1.022 MeV.

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