电子偶素

positronium

电子偶素是道依奇（M. Deutsch）1951年发现的，它是正电子靠近电子时形成的类似氢原子的束缚态。

一对正负电子相遇可以湮没而成为伽玛光子。在湮没前，一对正负电子（正电子是电子的反物质）形成短寿命的类似原子结构的电子偶素。

1. 如果正负电子的自旋同向，称为正电子偶素，平均寿命为`10^{-7}s`，正电子偶素湮没时发出三个伽玛光子。
2. 正负电子自旋相反的情形称为仲电子偶素，平均寿命为`10^{-10}s`，仲电子偶素湮没时发出两个伽玛光子。

正负电子对湮没时不能只产生一个伽玛光子，因为这样的过程不能同时满足能量守恒和动量守恒。

电子偶素在多孔硅中被湮灭，其寿命与多孔硅的孔径有关，孔越小越易湮灭而衰变为伽玛光子。如果多孔硅的孔是连通的并与表面相连，通过观察多孔硅是否可穿透物质即可判断多孔硅内孔是否连通。

类似于正负电子形成电子偶素，其他同种正反粒子也可以形成偶素，例如：c夸克与反c夸克组成的粲偶素；b夸克与反b夸克组成的美偶素。不过这种夸克偶素的作用势已不再是库仑势，而是具有不同形式的其他种势。

参考

1. 徐龙道等编《物理学词典》：pp664；
2. 徐克尊《高等原子分子物理》，科学出版社：pp49；