Ny forskning tittar på positronspridning från ädelgasatomer inkapslade i kol 60 för att undersöka kvantegenskaper som inte kan testas med elektroner.

Partikelspridning är ett viktigt test av kvantegenskaperna hos atomer och större molekyler. Även om elektroner historiskt sett har dominerat dessa experiment, kan deras positivt laddade antimateriamotsvarigheter — positroner — användas i lovande tillämpningar när de negativt laddade partiklarna inte är lämpliga.

En ny artikel publicerad i The European Physical Journal D undersöker spridningen av positroner från ädelgasatomer stoppade inuti fullerenerna  så kallade "sällsynta gasendohedraler". Uppsatsen är författad av Km Akanksha Dubey från Indian Institute of Technology Patna, Patna, Bihta, Indien, och Marcelo Ciappina, Guangdong Technion-Israel Institute of Technology, Shantou, Kina.

"Vårt fokus var att undersöka positronspridningsprocesser med ädelgasendohedraler. Som en referens till det endohedrala systemet övervägde vi också positronspridning från bar C₆₀ mål," säger Ciappina. "I vår studie valde vi ädelgasatomer för inkapsling i kol 60 (C₆₀ ), eftersom de förmodligen är de mest populära och studerade endohedralerna. Sällsynta gasendohedraler är mycket stabila formationer; de inkapslade atomerna hittar sin jämviktsposition i nästan det geometriska centrumet av C₆₀ ."

Studien bygger på resultaten från tidigare studier som involverade kollision av positroner med gigantiska mål som C₆₀ och ädelgasendohedraler. Den största skillnaden är att resonansspridningen med olika storlekar av de inkapslade atomerna klarläggs i jämförelse med den nakna C₆₀ spridning; resonanser testas också under de olika spridningsfälten i projektil-målkomplexet.

"Till vår förvåning förändras resonansformationer i ädelgasendohedralerna jämfört med fallet med positron-C₆₀ kollision, trots att det dominerande spridningsfältet i positronspridning är avstötande till sin natur", säger Ciappina. Resonanserna vid den lägre energin påverkas signifikant av olika spridningsfält som övervägs alternativt.

Sålunda finner spridningsresonanser i positronspridningen sin naturliga hemvist i C₆₀ och ädelgasendohedraler, och resonanstillstånden kan gynnsamt manipuleras genom att hålla ädelgasatomerna inuti den."

Med insikter i många aspekter av sådana kollisionsprocesser kan potentiella tillämpningar för resultaten av papperet sträcka sig från positronstrålespektroskopi till undersökning av nanomaterial. + Utforska vidare

Forskare utvecklar komplett teori för att beskriva högenergivirvelspridning