Hallo,
weiß jemand, wieso bei Gamma-Spektren der Annihilationspeak (falls vorhanden) genau bei 511 keV ist? Ich meine das Positron hat doch auch eine kinetische Energie, dann müsste doch eigentlich die Peaklage höher sein als die reine Ruhenergie des Positrons?
Kann es sein, dass das Positron erst abgebremst wird bevor es zerstrahlt?
Gruß
Oliver
Positronium
Hi Oliver
das liegt daran, daß die Wechselwirkung
e+ + e- → γ + γ
einen enorm kleinen Wirkungsquerschnitt hat. Der wird erst größer bei hohen Energien, wenn neue Zerfallskanäle geöffnet werden.
Bei niedrigen Energien annihilieren die e+, e- nicht sofort, sondern bilden einen intermediate bound state (Positronium) mit Bahndrehimpuls l = 1 und zwei Spinzuständen: S = 0 (mit τ = 10-10 sec) und S = 1 (mit τ = 10-7 sec).
Die γ-Energien des S = 0 Zerfalls liegen daher direkt bei der Elektronenmasse.
Gruß
Metapher
Hi Metapher
Die γ-Energien des S = 0 Zerfalls liegen daher direkt
bei der Elektronenmasse.
Das versteh ich nicht ganz, was ist denn mit der kinet. Energie der beiden Teilchen? Und was ist mit dem S = 1 Zerfall?
Gruß
Oliver
Energieabstrahlung
Hi Oliver
Die γ-Energien des S = 0 Zerfalls liegen daher direkt
bei der Elektronenmasse.Das versteh ich nicht ganz, was ist denn mit der kinet.
Energie der beiden Teilchen? Und was ist mit dem S = 1
Zerfall?
Beim Positronium „umkreisen“ sich ja Elektron und Positron. Ihre kinetische Energie wird dabei abgestrahlt - deshalb kollabiert das System ja. Sie ist also schon weg, wenn sich sich annihilieren. Ich kann das jetzt nicht nachrechnen, aber diese Energieabstrahlung (mit kontinuierlichem Spektrum) wird nicht im keV-Bereich liegen.
Der Spin = 1 Zustand („Orthopositronium“) zerfällt nach
e+ + e- → γ + γ +γ
mit entsprechend niedrigeren γ-Energien.
Grüße
Metapher
Positronium H-Atom
Hallo Metapher
Danke erstmal für die bisherigen Antworten.
Beim Positronium „umkreisen“ sich ja Elektron und Positron.
Ihre kinetische Energie wird dabei abgestrahlt - deshalb
kollabiert das System ja.
Aber warum wird dann beim Wasserstoff Atom keine Energie abgestrahlt? Da kreist doch auch ein Elektron um den Kern?
Sie ist also schon weg, wenn sich
sich annihilieren. Ich kann das jetzt nicht nachrechnen, aber
diese Energieabstrahlung (mit kontinuierlichem Spektrum) wird
nicht im keV-Bereich liegen.
Außerdem wird die Strahlung im Raum verteilt sein und nicht alles den Detektor erreichen.
Gruß
Oliver
Beim Positronium „umkreisen“ sich ja Elektron und Positron.
Ihre kinetische Energie wird dabei abgestrahlt - deshalb
kollabiert das System ja.Aber warum wird dann beim Wasserstoff Atom keine Energie
abgestrahlt? Da kreist doch auch ein Elektron um den Kern?
Ok - da du Physik studierst, hatte ich jetzt vorausgesetzt, daß dir das Bohrsche Atommodell vertraut ist, und warum es durch das Schrödingersche ersetzt werden mußte. Die Orbits (im Bohrmodell die „Bahnen“) werden durch das Wirkungsquantum „stabilisiert“ - die Zwischenzustände (Zwischenbahnen) sind „verboten“ und nur wohldefinierte diskrete Energieübergänge sind „erlaubt“.
Das ist in den niedrigeren Energieniveaus beim Positronium ebenso (der Hamiltonoperator wird ja auch analog gerechnet). Im Unterschied zum H-Atom ist aber auch der Grundzustand nicht stabil. Und das sieht man besser im Schrödinger-Modell der gebundenen Systeme: Es gibt eine berechenbare Wahrscheinlichkeit bestimmter Orbits, daß die Teilchen räumlich koinzidieren (das im im Atommodell ebenso). In diesem Fall annihilieren sich dann Elektron und Positron. Das ist aber nur vom Grundzustand aus möglich aus Gründen der Drehimpulserhaltung.
Außerdem wird die Strahlung im Raum verteilt sein und nicht alles den Detektor erreichen.
Ja, wenn überhaupt: Die bei den Energiesprüngen zwischen den Niveaus emittierten Photonen haben Energien im Bereich weniger eV.
Gruß
Metapher
HAllo
Hmm 4 Uhr! Bist du eigentlich noch oder schon auf?
Ok - da du Physik studierst, hatte ich jetzt vorausgesetzt,
daß dir das Bohrsche Atommodell vertraut ist.
Die Frage war ja eher rhetorisch-ironisch gemeint, weil sich deine Antwort zuerst so angehört hat, als würdest du quantenmechanische Systeme (Positronium) klassisch beschreiben wollen(beschleunigte Ladungen strahlen Energie ab).
Es gibt eine berechenbare
Wahrscheinlichkeit bestimmter Orbits, daß die Teilchen
räumlich koinzidieren (das im im Atommodell ebenso). In diesem
Fall annihilieren sich dann Elektron und Positron. Das ist
aber nur vom Grundzustand aus möglich aus Gründen der
Drehimpulserhaltung.
Also, hab ich das jetzt richtig verstanden: Das Positronium hat bei seiner Entstehung ein hohes Energie-Niveau und geht dann unter Abstrahlung von Photonen in den Grundzustand über, wo es erst dann zerstrahlen kann?
Wenn das so stimmt, dann nicke kurz.
Außerdem wird die Strahlung im Raum verteilt sein und nicht alles den Detektor erreichen.
Ja, wenn überhaupt: Die bei den Energiesprüngen zwischen den
Niveaus emittierten Photonen haben Energien im Bereich weniger
eV.
Ja, gut das wär dem Detektor egal, der sammelt ja innerhalb der Fornmzeit alles, was reinkommt.
Auf jeden Fall hast du mir echt geholfen!
Gruß
Oliver
*kurz nick*
Hmm 4 Uhr! Bist du eigentlich noch oder schon auf?
noch 
und du?
Wenn das so stimmt, dann nicke kurz.
Gruß
M.
Hmm 4 Uhr! Bist du eigentlich noch oder schon auf?
noch
und du?
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Gruß
Oliver