Positroonium on elektroni ja selle antiosakese positroni aatomisarnane seotud olek, mille laeng kokku on neutraalne. Ühendkuningriigi teadlasi paneb aga kukalt kratsima uus katseinformatsioon, mille kohaselt astub positroonium ainega vastasmõjusse justkui oleks see üksainus elektron, ning mille mass ja positroni laeng ei paista mingit rolli mängivat.
Positrooniumite kiirendi.
Väidetakse, et positroonium on neutraalseist aatomeist kõige kergem. Sarnaselt tavalise vesinikuaatomiga, tiirleb tuuma ümber üksainus elektron, kuid tuuma prootonit asendab positron. Positroonium on mitmeski mõttes oluline osakestesüsteem. Meditsiinis kasutatakse positrone elusrakkudes keemiliste reaktsioonide ahela jälgimiseks, tehnika, mida tuntakse positron-kiirgus tomograafia nime all(positron emission tomography, PET). Üle 80% vajalikest gammakiirtest, mis PET-uuringutel tekivad, saadakse just lagunevast positrooniumist. Astrofüüsikas on positroonium vastutavaks üle 90% Linnutee galaktika keskmest saabuva gammakiirte eest, kirjutab physicsworld.com.
Et positrooniumi eluiga on piisavalt pikk, et enne lagunemist muult ainelt hajuda, on sellel alal töötavatel teadlastel tarvis teada selle hajuvaid omadusi. Kahjuks on aga nii teoreetiliste kui eksperimentaalsete tulemuste saamine siiani keeruline olnud.
Hiljuti koostasid University College London’i teadlased aga suure andmekogumi, mis annab ülevaate positrooniumi erinevatelt aatomitelt ja molekulidelt hajumise kiiruste kohta. Oma töös kasutasid nad naatrium-22st kiirguvate positronide gaasikambrisse juhtimiseks elektri- ja magnetvälja. Osa positrone haaravad gaasist elektrone kaasa, tekitades nii positrooniumikiire, mis gaas-sihtmärgi poole liigub. Teadlased kasutasid kümmet erinevat sihtmärki, nende hulgas heelium, lämmastik, hapnik ning krüptoon.
Tulemused olid aga üllatavad. Vaatamata sellele, et positroonium on neutraalne ning tema mass on elektroni massist kaks korda suurem, oli selle hajumise läbilõige sarnane üksiku elektroni hajumisele.
Ungari Teadusteakadeemia teadlase tuumafüüsiku Laszlo Sarkadi sõnul panevad need uued andmed füüsikuid hajumise üksikasju täpsemalt üle vaatama, sest antud süsteemi puhul ei saa hajumist piisavalt hästi ette ennustada. Tema arvates on tõenäoseimaks lahenduseks fakt, et süsteemi positron käitub kui “pealtvaataja” osake. ,,Elektroni teistsugust käitumist saab seletada sihtmärgi polarisatsiooniga põrke hetkel,” lisas ta.
Uurimuse läbi viinud Gaetana Laricchia nõustub, et positrooniumi elektron on mingil põhjusel vastasmõjus domineeriv, kuid lisab: ,,Põhjus ei ole veel teada ning me loodame et meie töö on aluseks edasistele uurimustele.”
Teadusartikkel “Electron-Like Scattering of Positronium“