Observation of positronium annihilation in the 2S state: towards a new measurement of the 1S-2S transition frequency
我们报告的第一个观察到的湮灭的正电子素从2S状态。正电子素（Ps）被从1 S到2S状态的双光子跃迁激发，其中由于正电子电子波函数的重叠的减少，其寿命与基态相比增加了八倍。利用延迟湮没光子产额随激光频率的变化关系，提出了一种新的探测激光激发2S态Ps的方法。这可以被认为是迈向1 S-2S Ps线的新的高精度测量的第一步。
2015-03-19 hep-ex physics.atom-ph
Two-Photon Total Annihilation of Molecular Positronium
本文报道了分子正电子素Ps $_{2}$的完全双光子湮没率。这个衰变通道涉及形成Ps $_{2}$的费米子之间的四体碰撞，以及两个1.022 MeV的光子作为最终状态。该过程速率的量子电动力学结果为：$Γ_{Ps_{2} \rightarrow γγ}$ = 9.0 $\times 10^{-12}$ s $^{-1}$ .该衰减通道完成了迄今为止最全面的Ps $_{2}$衰减图。
2014-12-17 astro-ph.HE hep-ph physics.atom-ph
Annihilation, bound state properties and photodetachment of the positronium negatively charged ion
讨论了带负电荷的Ps $^{-}$离子（或$e^{-} e^{+} e^{-}$）的束缚态性质。利用为该离子构造的高精度波函数，确定了与这些性质对应的算符的期望值。我们得到的最佳变分能量的Ps $^{-}$离子是$E$ = -0.2620050 7023298 0107770 40051 $a.u.$电子-正电子对湮灭的负电荷的Ps $^{-}$离子（或$e^{-} e^{+} e^{-}$）被详细考虑。通过使用数湮没率$Γ_{n γ}$的精确值，其中$n$ = 1、2、3、4和5，我们评估了Ps $^{-}$离子对抗正电子湮没的半衰期$τ_a$（$τ_a = \frac{1}Γ \approx 4.793584140 \cdot 10^{-10}$ $sec$）。PS $^{-}$离子的光剥离被认为是在远程，渐近近似。我们的PS $^{-}$离子的光剥离截面的整体精度对于这样一个简单的近似是非常好的。
2015-03-07 physics.atom-ph
Multichannel Formalism for Positron-Hydrogen Scattering and Annihilation
在时间无关形式下，解决了正电子偶素形成阈值以上正电子-氢散射中的直接电子正电子湮没问题。当吸收势存在于哈密顿量中时，导出了光学定理的推广。利用这个定理，湮没截面完全由散射振幅决定。这使我们能够从整个湮没截面中分离出正电子偶素形成的贡献。其余部分被确定为直接湮灭截面。在正电子偶素形成阈值之下和之上都是如此。为了计算直接$e^+ e^-$湮灭振幅，发展了虚吸收势下散射态的多通道三体理论。特别注意的是，吸收势的坐标部分作为适当构造的零程势，它对应于源于一阶微扰理论的δ函数的准确定义。计算的正电子素形成阈值以下的直接湮没截面与其他作者的结果符合得很好。直接湮没截面计算的形式主义的文件显示出非奇异行为的正电子素形成阈值，并与现有的数据吻合得很好。本文报道了在Ps $(1s)$和H $(n=2)$阈值之间的能隙中的若干$e^+ e^-$直接湮灭截面和正电子偶素形成截面。一个急剧增加，在计算的直接湮灭截面的共振能量被发现为所有的第一个S和P波费什巴赫共振。
2006-12-13 physics.atm-clus physics.atom-ph
Bound state properties, positron annihilation and hyperfine structure of the four-body positronium hydrides
该研究通过指数与半指数变分展开计算，确定了四种四体电子偶素氢化物的基态束缚态性质、湮没率及超精细结构分裂，还分析了相关激子复合物的束缚态特性。
2024-03-15 physics.atm-clus physics.atom-ph
Pick-off annihilation of positronium in matter using full correlation single particle potentials: solid He
我们研究了凝聚态分子中电子偶素（Ps）态的模型及其在开放体积口袋中的拾取湮灭。我们的出发点是Ps和He原子的相互作用多体系统，因为它是能够模拟分子的最高占据和最低未占据分子轨道之间的能隙的最小实体，并且HePs系统的多体结构可以足够精确地计算。HePs系统的精确对角化解使我们能够构造Ps-He相互作用的成对全关联单粒子势，固体中的总势作为成对势的叠加而获得。我们详细研究了固体He中的Ps态及其在空洞中的拾取湮没率，并分析了液态He中Ps诱导空洞的实验结果，得到了空洞的半径。更重要的是，我们概括了我们的结论，通过测试的有效性的道-Eldrup模型，广泛用于分析ortho-Ps湮灭测量分子物质中的空隙，对我们的理论结果为固体他。此外，我们还讨论了极性分子的部分电荷和范德华相互作用的强度对拾取湮没率的影响。
2014-10-17 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.chem-ph
SSPALS: a tool for studying positronium
单次激发正电子湮没寿命谱（SSPALS）是研究正电子素原子（Ps）的一种非常有用的实验工具。我研究了一些通常用于分析寿命谱的方法，并使用蒙特卡罗模拟来探索这些方法在激光光谱学实验中的优点和局限性，如共振增强多光子电离（REMPI）或Rydberg Ps的产生。
2018-08-11 physics.atom-ph
Pickoff and spin-conversion quenchings of ortho-positronium in oxygen
用正电子湮没年龄-动量关联技术研究了氧分子上热化正电子偶素的猝灭过程。测量了O_2中o-Ps ~（2-）γ湮灭产生的511 keV γ射线的多普勒展宽谱与o-Ps年龄的关系。的淬灭率，包括拾取和自旋转换，估计从正电子寿命谱。从o-Ps湮灭产生的511 keV γ射线的多普勒展宽推导出拾取淬灭速率与自旋转换速率的比值。对于O_2，传感参数^1Z_eff，即每个分子中对传感猝灭有贡献的有效电子数，被确定为0.6 ± 0.4。弹性自旋转换猝灭的截面被确定为（1.16 +- 0.01）* 10^{-19} cm ^2。
2000-11-22 physics.atom-ph physics.chem-ph
Matter-positronium interaction: An exact diagonalization study of the He atom - positronium system
用精确对角化方法研究了由一个He核、三个电子和一个正电子组成的多体系统。其目的是澄清在何种程度上系统可以被认为是一个可区分的正电子素（Ps）原子与He原子相互作用，从而铺平了道路，一个实用的原子模型的Ps状态和物质湮灭。对正电子与核之间的距离的最大值进行了约束，并根据电子和正电子密度、电子-正电子距离和质心分布确定了离核不同距离处的Ps原子。Ps原子的极化随着其离核的距离的减小而增加。已经观察到He电子密度的耗尽，特别是在低密度值时大。正电子和自由He电子密度的重叠计算的ortho-Ps拾取湮没率必须校正所观察到的耗尽，特别是在大孔隙/空隙。
2012-02-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Positron scattering and annihilation on noble gas atoms
用多体理论方法从头算研究了正电子偶素形成阈值以下的正电子与惰性气体原子的散射和湮灭。多体理论提供了一个接近完整的理解，在这些能量的正电子惰性气体原子系统，并产生准确的数值结果。它解释了正电子-原子和电子-正电子的相关性，例如，入射正电子对原子的极化和虚正电子偶素形成的非微扰过程。这些相关性有很大的影响，散射动力学和结果在一个强大的增强的湮灭率相比，独立粒子平均场的描述。计算的弹性散射截面与最近的实验结果和Kohn变分和收敛的紧耦合计算结果吻合得很好。湮没率参数$Z_{\rm eff}$（参与湮没的有效电子数）的计算值沿惰性气体原子序列急剧上升，这是由于关联效应的强度增加所致，与实验数据吻合较好。
2014-08-03 physics.atom-ph
Internal structure and positron annihilation in the four-body MuPs system
高精度地测定了四体μ ~+-正电子偶素系统MuPs（或$μ^{+} e^{-}_2 e^{+}$）的大量束缚态性质。基于这些期望值，我们预测，弱约束四体MuPs系统具有“两体”簇结构Mu + Ps。两个中性团簇Mu（$μ^{+} e^{-}$）和Ps（$e^{+} e^{-}$）通过范德华吸引力相互作用。通过使用我们的电子-正电子δ函数的期望值，我们评估了MuPs系统的半衰期$τ_a$对电子-正电子对的湮灭：$τ_a = \frac{1}Γ \approx 4.071509 \cdot 10^{-10}$ $sec$。用我们的期望值计算了MuPs体系基态的超精细结构分裂为$Δ\approx$ 23.064（5）$MHz$ .
2015-01-07 physics.atom-ph quant-ph
Possibility of forming a stable Bose-Einstein condensate of $2\,^{3}\!S_1$ positronium atoms
采用约束变分法结合正交化赝势方法和稳定化方法研究了自旋极化亚稳电子偶素Ps（2\，$^{3}\!S_1$）原子间的低能弹性散射.采用显式关联高斯基函数来描述四个带电粒子之间复杂的库仑相互作用。计算的$s$ -波散射长度（$\approx8.5\,a_0$）为正值，表明完全自旋极化的$\text{Ps}(2\,^{3}\!S_1)$原子可能形成稳定的玻色-爱因斯坦凝聚体。我们的研究结果将为Ps凝聚体的实验实现以及$γ$射线和$\text{Ps}(2\,^{3}\!S_1)$原子激光器的发展开辟一条新的途径。
2022-06-11 physics.atom-ph
Muon pair creation from positronium in a linearly polarized laser field
研究了电子偶素通过与线偏振的超强激光场相互作用衰变为μ子-反μ子对的过程。在近红外频率范围内，所需的最小激光强度为10^22 W/cm ^2。在激光修饰的量子电动力学框架内，计算了场-自由电子-正电子湮灭成μ子的总反应速率，并将其与湮灭截面联系起来。μ子是用超相对论能量产生的，并沿激光传播方向以窄角度发射。的μ子的动力学性质的解释在一个经典的简单的人的模型的生产过程。我们表明，最有前途的设置的过程中的实验研究采用两个对向传播的激光束撞击在一个正电子素目标，相干电子-正电子碰撞的优势变得明显。
2008-04-30 hep-ph physics.atom-ph
Dissociative positronium attachment in halogen gases
本文提出卤素气体中正正电子素的大湮灭率源于解离性 Ps 附着过程，并通过 Ps-F₂ 散射计算和准经典理论得到异常大的速率常数，仅比 Br₂ 和 I₂ 的观测值低一个数量级。
2025-05-24 physics.atom-ph
Measurement of the ortho-positronium confinement energy in mesoporous thin films
在本文中，我们提出了在真空中的邻正电子素发射能量的测量中孔膜的飞行时间技术。我们显示的证据中定义的最小能量的发射Ps的介孔的量子力学限制。用正电子湮没寿命谱测量了两种具有不同有效孔径的样品，在50-400 K温度范围内收集了数据，并进行了比较。与具有较大孔的样品（$48\pm$ 5 meV）相比，由于更强的约束，具有较小孔尺寸的样品表现出更高的最小能量（$73\pm$ 5 meV）。发射能量与靶的温度的依赖关系被建模为正电子偶素被限制在与样品处于热力学平衡的矩形盒中。我们还测量了真空中发射的正电子素产额不受靶温度的影响。
2010-05-03 cond-mat.mtrl-sci hep-ex physics.atom-ph
Relativistic and QED energy shifts in positronium ion
用Hylleraas关联基组数值计算了三体系统基态能量的相对论和QED修正。从基维增加时的收敛性和能量期望值的方差两个方面讨论了非相对论变分基态波函数的精确性。介绍了计算各种物理算符乘积期望值的数值方法的最新进展。结果表明，非相对论性基态能量的计算精度可达能级宽度以下。对该能量的修正包括最低阶Breit相互作用、真空极化势、单光子和双光子交换贡献、湮灭相互作用和自旋-自旋接触项。考虑了相对论效应和剩余相互作用，使单电子结合能从非相对论的0.012 005 070 232 980 10（3）a.u.至0.011 981 051 246（2）a.u.。
2003-03-21 physics.atom-ph
Enhancement factors for positron annihilation on valence and core orbitals of noble-gas atoms
用多体理论计算了低能正电子湮没惰性气体原子价电子和芯电子的湮没动量密度和相关增强因子。s，p和d-波正电子的动量到正电子素形成阈值的原子被认为是。的增强因子参数化的影响，短程电子-正电子的相关性，增加了超越独立粒子近似的湮灭概率。对于所有的正电子分波和电子子壳层，增强因子被发现是相对不敏感的正电子动量。核心电子轨道的增强因子也与正电子角动量无关。最大的增强因子（$\sim 15$）被发现为5 p轨道在E2，而核心轨道的值通常是$\sim 1.5$。
2017-03-20 physics.atom-ph
A new approach for the ortho-positronium lifetime determination in a vacuum cavity
目前，测定正电子偶素（o-Ps）衰变率的实验不确定度为150 ppm精度;这比1 ppm水平的理论不确定度低两个数量级。在这里，我们提出了一个新的概念验证实验，旨在100 ppm的精度，能够测试计算中的二阶校正，这是$\simeq 45\left(\fracαπ\right)^2\approx 200$ ppm。这种改进依赖于一种新的技术，将o-Ps限制在真空腔中。此外，提出了一种新的方法，在拟合分布之前，从o-Ps衰变率中减去快速背散射正电子素的随时间变化的拾取湮没率。因此，该测量将不受先前实验中存在的系统误差的影响。同样的实验装置开发了我们最近的搜索隐形衰变的ortho-positronium正在使用。精度将受到统计不确定性的限制，因此，如果达到预期，该实验可以为达到几ppm水平的最终精度铺平道路，以直接确认或面对高阶QED校正。这将为新物理学提供一个敏感的测试，例如，理论预测和测量之间的差异可能暗示存在一个隐藏的扇区，这是一个可能的暗物质候选者。
2018-05-16 physics.atom-ph physics.ins-det
Positron scattering and annihilation in hydrogen-like ions
用图解多体理论计算了正电子与类氢离子He、$^+$、Li、$^{2+}$、B、F $^{4+}$和$^{8+}$碰撞的散射相移、归一化湮没率$Z_{\rm eff}$和湮没γ谱.短程电子-正电子相关和长程正电子-离子相关占通过评估非局部修正的湮没顶点和确切的正电子自能。多体理论图的数值计算采用B样条基组。为了阐明正电子-离子排斥的作用，湮灭率也在库仑玻恩近似下进行了解析估计。据发现，能量依赖性和幅度的$Z_{\rm eff}$是由伽莫夫因子，其特征在于抑制附近的离子的正电子波函数。对于所有的类H离子，湮灭率的相关增强被发现主要是由于湮灭顶点的修正，而正电子波函数的修正只起次要作用。给出了$s$、$p$和能量达到正电子偶素形成阈值的d波入射正电子的计算结果。在可以进行比较的情况下，我们的值与使用其他方法获得的结果非常一致，例如，变分方法在本计算中得到的湮灭顶点增强因子被发现的规模约为$1+(1.6+0.46\ell)/Z_i$，其中$Z_i$是离子的净电荷和$\ell$是正电子轨道角动量。我们的研究结果为正电子湮没在类氢离子的核心电子在原子和凝聚态系统，具有相似的结合能的问题提供了见解。
2013-05-24 physics.atom-ph
Many-body theory of positron-atom interactions
发展了正电子与原子散射和湮灭问题的多体理论方法。强电子-正电子关联包括非微扰通过计算的电子-正电子顶点函数。它对应于一个无限系列的梯形图的总和，并描述了虚正电子素形成的物理效应。用顶点函数计算了正电子-原子关联势和对电子正电子湮没顶点的非局域修正。数值上，我们利用B样条基组，这确保了快速收敛的总和在中间状态。我们还设计了一个外推程序，允许一个实现收敛的中间状态轨道角动量的数量包括在计算中。作为一个测试，目前的形式主义适用于正电子散射和湮灭的氢，它是准确的。我们的结果与精确变分计算的结果一致。我们还详细研究了湮没顶点的大关联修正的性质。
2004-03-24 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Many-body theory calculations of positron binding to negative ions
作者[Phys.Rev.A70，032720（2004）]发展的多体理论方法被应用于原子系统中的正电子束缚态和湮灭率。在形式体系中，通过求和电子-正电子梯形图系列来充分考虑虚正电子偶素（Ps）的形成，从而使理论能够包括正电子问题中所有重要的多体关联效应。正电子与氢和卤素负离子的束缚态进行了数值计算，也被称为Ps氢化物和Ps卤化物。得到了PsH、PsF、PsCl、PsBr和PsI的Ps结合能分别为1.118、2.718、2.245、1.873和1.393 eV，湮灭速率分别为2.544、2.482、1.984、1.913和1.809 ns $^{-1}$。
2010-02-16 physics.atom-ph
S-wave elastic scattering of ${\it o}$-Ps from $\text{H}_2$ at low energy
采用受限变分方法，从第一性原理量子力学的角度研究了正电子偶素与$\text{H}_2$的低能弹性散射。用显关联高斯描述关联效应，得到了不同入射动量下$S$波的相移和拾取湮没参数。通过最小二乘拟合的有效范围理论的数据，我们确定的$S$ -波散射长度，$A_s=2.06a_0$，和零能量值的拾取湮灭参数，$^1\!\text{Z}_\text{eff}=0.1858$。所得到的$^1\!\text{Z}_\text{eff}$与$0.186(1)$（J.\物理学\ B \textbf{16}，4065（1983）），得到的$A_s$与根据Ps能量低于0.3eV时的平均实验动量转移截面估算的$2.1(2)a_0$值（J.物理学\ B \textbf{36}，4191（2003））。
2018-03-08 physics.atom-ph
Positron scattering and annihilation from the hydrogen molecule at zero energy
利用约束变分法生成了描述正电子与H $_2$分子相互作用区波函数的关联高斯基。散射长度为$\approx -2.7$ $a_0$，而15.7的零能量$Z_{\rm eff}$与实验值一致。由于在$R \approx 3.4$ $a_0$形成虚态，散射长度和$Z_{\rm eff}$随核间距的变化令人惊讶地迅速。
2009-11-23 physics.atom-ph physics.comp-ph
Absolute fraction of emitted Ps determined by GEANT4 supported analysis of gamma spectra
在高温下从锗单晶的表面发射的正电子素（Ps）的分数通常被假定为在零正电子注入能量下接近1。然而，在实验中，绝对Ps分数的测定不是直接的，因为记录具有$100\,\%$ Ps形成的参考光谱仍然是需要的。我们使用GEANT 4模拟探测器对$2γ$和$3γ$辐射源的响应，模拟NEPOMUC FRM II（符合）多普勒展宽光谱仪内的正电子和Ps湮灭，以获得从加热至接近其熔点的Ge（100）靶重新发射的Ps分数的可靠值。通过拟合模拟光谱对测量光谱的分析显示了$(72\,\pm{4})\,\%$最大Ps形成的绝对值，与$100\,\%$假设相矛盾。
2020-12-20 physics.atom-ph
Many-body theory of positron binding in polyatomic molecules
正电子与分子结合，导致振动激发和异常增强的湮灭。虽然在过去的二十年中，正电子结合能已经通过共振湮没光谱测量$\sim$ 90分子，一个准确的\emph{ab initio}理论描述仍然难以捉摸。在实验研究的分子中，只有6个存在计算，对于这些，标准的量子化学方法已经证明是严重不足的，与实验相一致，对于极性分子最多只有25%的准确度，并且未能预测非极性分子的结合。结合的机制尚不清楚。在这里，我们发展了一个正电子-分子相互作用的多体理论，揭示了强多体关联的作用，包括电子云的极化，分子电子对正电子-电子库仑相互作用的屏蔽，以及至关重要的是，虚正电子偶素形成的独特的非微扰过程（其中分子电子暂时隧道到正电子）：它们显著增强极性分子中的结合，并使非极性分子中的结合成为可能。我们还阐明了单个分子轨道的作用，突出了电子$π$键的重要性。总的来说，我们计算的结合能与实验一致（在1%的情况下），我们预测甲酰胺和核碱基的结合。除了支持共振湮灭实验和基于正电子的分子光谱学之外，该方法还可以扩展到分子和凝聚态物质中的正电子散射和湮灭$γ$光谱，以提供正确解释材料科学诊断、开发基于反物质的技术所需的基本见解和预测能力（包括正电子陷阱、光束和正电子发射断层成像），并了解星系中的正电子。
2021-07-12 cond-mat.str-el physics.atm-clus physics.atom-ph
