Diskussion:Positronium

Bahnradius

Da die Masse des Elektrons und des Positrons gleich ist, muß mit der reduzierten Masse gerechnet werden. Es ist nicht zulässig den Kern wie im Falle des H-Atoms zu vernachlässigen. Damit bekommt man auch den im Text erwähnten Faktor 2, verglichen mit dem Bohrschen Atommodell. (nicht signierter Beitrag von 134.147.148.85 (Diskussion) 12:23, 5. Okt. 2012 (CEST))

Gewicht

Eigentlich würd ich gerne das Gewicht eines Positroniumatoms kennen, und wie es sich in der Chemie verhält.

Das Gewicht oder besser gesagt die Masse ist ca. 1022 keV/c^2, also gleich der Masse von zwei Elektronen. Genau genommen muss man natürlich noch die Bindungsenergie abziehen, die beträgt aber nur etwas weniger als 7 eV (ca. die halbe Rydbergkonstante).

Abstoßung

Wieso gibt es beim Orthopositronium magnetische Abstoßung? Die Ladungen sind doch verschieden und damit sollten auch die magnetischen Momente bei gleicher Spinrichtung entgegengesetzt sein? 193.171.121.30 22:25, 1. Sep 2004 (CEST)

Du verwechselst da gerade etwas: Natürlich ist die elektrische Ladung verschieden, allerdings trägt dies nicht zum magnetischen Moment bei. Dieses entsteht aufgrund der Spins, welche in dem Fall entgegengesetzt sind -> Abstoßung. piefke 22:53, 1. Sep 2004 (CEST)

Hmm... soweit ich weiß ist beim Elektron das magnetische Moment antiparallel zum Spin, beim Proton hingegen parallel, es gibt da doch einen Zusammenhang zwischen Ladung und magnetischem Moment (auch wenn dieses doppelt so groß ist wie es nach dem Drehimpuls und der Ladung zu erwarten wäre)? Dein letzter Satz verwirrt mich, die Spins sind laut Artikel bei Orthopositronium gleich; wenn die Spins - und nach dem vorhergehenden Satz damit auch die magnetischen Momente ? - entgegengesetzt sind sollte es zu magnetischer Anziehung kommen. 193.171.121.30 00:44, 2. Sep 2004 (CEST)

Ich habe wirklich gerade entgegengesetzt und gleichgerichtet vertauscht, die Uhrzeit macht sich wohl langsam bemerkbar. ;) Ich schau morgen in meine Leihbibliothek und lese noch einmal nach, hatte mich nur kurz mit dem Thema beschäftigt. piefke 01:32, 2. Sep 2004 (CEST)

So diesmal etwas munterer: Wenn Elektron, sowie Positron den selben Spin aufweisen, führt dies zum selben magnetischen Feld und somit zur magnetischen Abstoßung. Bei entgegengesetztem Spin fürt dies zum unterschiedlichen magnetischen Moment und daraus folgend zur Anziehung. Veranschaulicht dargestellt nichts anderes als 2 sich abstoßende, bzw. anziehende Pole. Auf welche Ladung beziehst du dich in deiner Anfangsfrage? piefke 22:37, 2. Sep 2004 (CEST)

Ich beziehe mich schon auf die elektrischen Ladungen von Elektron und Positron. Aus Drehimpuls und Ladung kann man sich im klassischen Fall ja das magnetische Moment ausrechnen, das wäre dann bei negativer Ladung entgegengesetzt dem bei positiver Ladung und gleichem Drehimpuls. Weil es sich hier um Spin 1/2 - Teilchen handelt, ist der Spin die Hälfte des aufgrund des magnetischen Moments erwarteten Werts bzw. das magnetische Moment das doppelte vom klassischen Fall. Dass die Ladung jetzt auf einmal egal sein soll, kann ich nicht glauben ;) 193.171.121.30 23:37, 2. Sep 2004 (CEST)

Merke gerade, dass ich vorhin die ganze Zeit die elektrische Ladung unbeachtet gelassen habe und nur mit dem gyromagnetischen Verhältnis gearbeitet habe. Ein paar Dreher zwischen "entgegengesetzt" und "gleichgerichtet" haben sich außerdem noch in meine Antwort geschlichen. :)Du hast Recht, dass magnetische Moment muss bei Elektron und Positron entgegengesetzt sein aufgrund ihrer gegensätzlichen elektrischen Ladung. Allerdings ist das magnetische Moment ein Vektor, wodurch diese bildlich gesehen sich voneinander entfernen, also abstoßen. piefke 01:14, 3. Sep 2004 (CEST)

Noch immer nicht ganz einverstanden ;p

die magnetischen Momente sind Vektoren und zeigen voneinander weg, dadurch kommt es aber zur Anziehung wie bei zwei Stabmagneten, die man Nordpol zu Südpol nebeneinanderlegt. 193.171.121.30 01:26, 3. Sep 2004 (CEST)

Habe es eher so verstanden, dass die Richtung der magnetischen Momente anzeigt, ob die Teilchen sich voneinander entfernen oder aufeinanderzugehen. Positives und negatives magnetisches Moment kann man nicht so sehen, dass Negativ-Positiv anzieht. Veranschauliche dir einmal ein Elektron und ein Positron als zwei Stabmagneten. Der Spin beider Teilchen zeigt in dieselbe Richtung. Aufgrund der unterschiedlichen Ladung weisen die inneren Feldlinien des Elektronen-Stabmagneten aber nach "oben", die des Positron-Stabmagneten nach "unten". Vereinbare noch Süd-Nord-Richtung in Richtung der inneren Feldlinien und wir sehen das bekannte Spiel N-N, bzw S-S stoßen sich ab. Ha! :)piefke 01:47, 3. Sep 2004 (CEST)

Die Feldlinien weisen in verschiedene Richtungen, ja, genau dann kommt es aber zur Anziehung! Die Felder kompensieren sich, dadurch sinkt die Energie H*B/2 im Magnetfeld. 193.171.121.30 02:56, 3. Sep 2004 (CEST)

Würden sich tatsächlich die Felder kompensieren, käme es weder zur Anziehung, noch Abstoßung. piefke 03:36, 3. Sep 2004 (CEST)

Sehr wohl, wenn die Magnete stärker zusammenrücken werden stärkere Felder kompensiert und die Gesamtenergie des Magnetfelds wird reduziert. Die Felder kompensieren sich natürlich nicht überall, aber zwischen den Magneten teilweise. 193.171.121.30 03:42, 3. Sep 2004 (CEST)

Wieso sollte es aber zur Anziehung kommen, wenn die Feldlinien in unterschiedliche Richtungen zeigen?

• Elektron: Feldlinien zeigen nach oben, Nordpol oben
• Positron: Feldlinien zeigen nach unten, Nordpol unten

__
|N|
|_|
| |
|_|
|S|
|_|

 ^
 v
__
|S|
|_|
| |
|_|
|N|
|_|

piefke 03:58, 3. Sep 2004 (CEST)

In diesem Fall zeigen die relevanten Feldlinien - nämlich die senkrecht zur Magnetachse - in die gleiche Richtung, wenn man die Magneten langsam aufeinander zubewegt dann gibt es zuerst einen Ring, wo sich die Linien tangential (im Bild horizontal) berühren, der Bereich ist wegen des größeren magn. Flusses relevant, wenn man die Magneten weiter aufeinander zubewegt dann werden die Linien zwischen den gleichen Polen "flachgedrückt" und sind hauptsächlich horizontal; wenn man hingegen die Magneten im Bild nebeneinander statt überein stellt, zeigen die Magnetfeldlinien dazwischen in verschiedene Richtungen.

Wie das jetzt bei einem einzigen Zustand der praktisch eine gewisse Überlagerung der zwei Varianten sein soll ist? Ich glaube da hat wohl die niederenergetische Variante mit den Magneten nebeneinander den stärkeren Einfluss. 193.171.121.30 04:11, 3. Sep 2004 (CEST)

Du glaubst. :P Also meiner Meinung nach stimmt die vertikale Achse, also die Richtung der inneren Feldlinien mit der Richtung des Spins überein. Bei dem Antiteilchen wäre das magnetische Moment allerdings genau der negativierte Wert, wodurch Spinrichtung und innere Feldlinien entgegen zeigen. Um noch Prof. Dr. Harald Fritzsch aus seinem Buch Quarks zu zitieren: "Wenn die Spins vom Elektron und vom Positron in dieselbe Richtung zeigen, findet man eine abstoßende Kraft. Zeigen die Spins jedoch in die entgegengesetzte Richtung, dann ist die Kraft attraktiv." piefke 10:48, 3. Sep 2004 (CEST)

Dass die magnetischen Momente bei parallelen Spins antiparallel sind, darin stimmen wir doch inzwischen überein?

Der Raumbereich, in dem die Teilchen nebeneinander liegen, ist auch größer. Außerdem muss es auch noch stimmen, wenn das System in höheren Anregungszuständen Bahndrehimpuls hat - da kommt man dann bildlich mit den übereinanderliegenden Magneten nicht weit, wenn die Teilchen sich polar umkreisen liegen sie auch einmal nebeneinander.

Übrigens muss man das mit den Magnetfeldlinien gar nicht so kompliziert (wie ich vorher) erklären, man muss sich nur das gesamte Feld anschauen: Wenn die Magneten wie in der Zeichnung liegen, kommt es zwar zur Auslöschung direkt zwischen den Polen, aber zur Verstärkung in der Umgebung, wenn man etwas auf die Seite und hinauf oder hinunter geht, Nachrechnen bringt da insgesamt größere magnetische Energie.

193.171.121.30 15:38, 3. Sep 2004 (CEST)

Zeigen beide Spins in die gleiche Richtung, kommen wir auf die oben gezeichnete Stabmagnetenanordnung. Da von den Polen das stärkere Feld ausgeht, kann ich mir es nur so vorstellen, dass eine Abstoßung wahrscheinlicher ist, da die "abstoßende Fläche" größer ist (Anziehung nur, wenn beide direkt nebeneinander liegen, damit N-S und S-N "verbunden" sind, die Pole sind schließlich sehr weit beieinander) und sich anschließend der Abstand minimal vergrößert (was durch die elektrische Anziehung zwar ohne weiteres überwunden wird, sich aber in der höheren Energie bemerkbar macht). Bei entgegengesetztem Spin findet entsprechend eine Abstoßung nur bei direktem Nebeneinanderliegen statt, in allen anderen Anordnungen kommt es zur Anziehung. piefke 22:24, 3. Sep 2004 (CEST)

Unter en:BCS theory steht, dass Elektronen mit antiparallelem Spin und somit antiparallelem magnetischen Moment Cooper-Paare formen können, die durch die anziehende Kraft entstehen. 193.171.121.30 01:33, 4. Sep 2004 (CEST)

Anziehend, ja. Magnetisch, nein. Das Elektron polarisiert nur seine Umgebung, wodurch ein weiteres Elektron angezogen wird und sich mit diesem verbindet. piefke 02:37, 4. Sep 2004 (CEST)

Lebensdauern

Im Artikel sind als Lebensdauern 0,125 ns für Para- und 140 ns für Orthopositronium genannt. Aber im Buch von Bethge und Schröder, "Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen", 3. Aufl. 2006, finde ich 8 ns für Para- und 7000 ns für Ortho-P. ??? UvM 21:21, 19. Jun 2006 (CEST)

Fünfeinhalb Jahre lang hat niemand reagiert. Ich berichtige es jetzt im Artikel. UvM (Diskussion) 18:37, 2. Apr. 2012 (CEST)

Es standen auch fünfeinhalb Jahre die richtigen Werte drin ;-). Bethge und Schröder scheinen die Zahlenwerte von Lebensdauer und Zerfallskonstante (die ja gerade invers zueinander sind) durcheinander gebracht zu haben. Ich habe die Werte wieder korrigiert und entsprechende Referenzen eingefügt. --Skalex (Diskussion) 18:13, 29. Jun. 2012 (CEST)

Atom

Wieso weiß das Positron, dass es als Kern fungieren muss? Bei fast gleichen Eigenschaften kann doch auch das Positron um das Elektron kreisen. Oder ist es mehr ein Paarlauf um einen gemeinsamen Mittelpunkt? --80.150.2.134 12:55, 2. Aug 2006 (CEST)

Kreisen tut da sowieso nichts :-), aber wenn man dieses Bild verwenden möchte, dann kreisen sie in der Tat um den Schwerpunkt. Mathematisch: Man transformiert von den Ortskoordinaten auf Schwerpunkt- und Relativkoordinaten. Das entstehende Gleichungssystem ist äquivalent zu dem eines Teilchens im Zentralpotential. Beim "echten" Atom ist es übrigens das gleiche, nur das die Massen dort so unterschiedlich sind, das die Schwerpunktkoordinate praktisch gleich der des Kerns ist. --Heiko Schmitz 15:59, 2. Aug 2006 (CEST)

Zustände?

Parapositronium und Orthopositronium sind Zustände eines Positroniums, oder etwa nicht? Wird im text nicht erwähnt.

Doch. Einfach hingucken.--UvM 21:07, 17. Feb. 2008 (CET)

Erstbeschreiber

Die Existenz des Positroniums wurde nicht von Andrija Mohorovičić vorhergesagt (der war Seismologe), sondern von seinem Sohn Stjepan (1890-1980), seines Zeichens Physiker. --DJ 22:47, 13. Jan. 2010 (CET)

2s-Positronium?

(eigentlich kein völlig neues Thema auf dieser Seite, aber ich wollte das Risiko verringern, dass es schlicht übersehen wird)

Der Übergang des Elektrons vom 2s- in den 1s-Zustand ist ja beim Wasserstoff ein verbotener Übergang, weshalb der 2s-Zustand relativ langlebig ist. Müsste das nicht auch beim Positronium gelten, d.h. würde man gezielt Positronium mit einem der Teilchen im 2s-Zustand herstellen, hätte das dann nicht eine längere Lebensdauer? Die Teilchen wären dann außerdem "weiter voneinander entfernt", wodurch auch eine direkte Anhilation unwahrscheinlicher wird. Oder spuckt da die Gleichartigkeit der Teilchen bzw. der fehlende Masseunterschied zwischen Kern und Hülle in die Suppe? --79.243.251.167 18:47, 1. Apr. 2012 (CEST)

Positronisches Wasser

Da steht im Artikel: ... Annihilationsrate von 4,6 ns⁻¹. Was soll das sein? Die Ann.-Wahrscheinlichkeit eines Moleküls pro Zeiteinheit? Dann kann sie wohl nicht > 1 sein. --UvM (Diskussion) 11:24, 24. Jan. 2015 (CET)

Ich habe den Satz gelöscht. -- Zu der ganzen Pos.-Wasser-Geschichte gehört ein Beleg! --UvM (Diskussion) 18:29, 26. Jan. 2015 (CET)
Eigenberichtigung: Unter Literatur sind ja die Originalarbeit und eine Berichtigung dazu angegeben. Die rätselhafte "Annihilationsrate" von 4,6 ns^-1 steht in den beiden Abstracts, aber ohne Definition. Wer es erklären kann, mag es richtiggestellt wieder einsetzen.--UvM (Diskussion) 18:43, 26. Jan. 2015 (CET)

Statt 4,6 ns^-1 kann man natürlich schreiben 0,0046 ps^-1, dann sieht es vernünftiger aus. Aber dann ist immer noch unklar, was mit Annihilation hier gemeint ist: die A. nur eines der beiden Positroniumatome, oder beider? --UvM (Diskussion) 21:33, 26. Jan. 2015 (CET)

Nochmal Zustände

Die genannten Zerfallskanäle gehen offenbar von einem verschwindenden Bahndrehimpuls aus. Die Analogie zum Wasserstoffatom meint also dessen Grundzustand. Abgesehen davon, dass dann das Bohrsche Atommodell unangemessen erscheint, erhebt sich die Frage, ob es keine angeregten Zustände gibt.- Binse (Diskussion) 18:59, 15. Feb. 2019 (CET)

Breit-Term

Vermutlich handelt es sich um dies Breit_equation. Ra-raisch (Diskussion) 15:25, 23. Feb. 2020 (CET)