Positron pair interactions in a nearly free-electron metal
Positron pair interactions in a nearly free-electron metal
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近自由电子金属中的正电子对相互作用
DOI：
10.1140/epjd/s10053-022-00406-6
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Fuentes-Garcia, Melina
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mills, Jr., Allen Paine;Fuentes-Garcia, Melina
金属中单个正电子周围的电场是通过增加局域电子密度来屏蔽的，在接近自由电子的金属(如Al、Na等)的情况下，局域电子密度的径向分布类似于正电子(Ps)中的电子。在这种金属中，一对单态正电子将经历一种吸引人的相互作用，在足够低的电子密度下，可能会形成由交换和关联能结合在一起的束聚态，从而形成类似于正电子分子(Ps)的结构，结合能为十分之几电子伏安。这种双正电子可能在正电子密度约10厘米时普遍存在，如果是这样的话，从通过2湮灭辐射的角关联测量电子动量分布时费米面上的尖锐台阶的明显加宽将是明显的。即使双正电子不是在金属中直接形成的，通过同时从金属表面发射的正电子对在真空中形成的PS的光谱也可以用于直接测量库珀对的动量分布。如果它们存在，金属中的双正电子将产生关于电子和正电子相互作用的有趣信息，并且在非常高的密度下，可能允许研究浸入电子气中的双正电子玻色-爱因斯坦凝聚体。
The electric field surrounding a single positron in a metal is screened by an increase in the local electron density which, in the case of nearly free-electron metals (like Al, Na, etc.), has a radial distribution similar to that of the electron in positronium (Ps). In such metals, a singlet pair of positrons would experience an attractive interaction and at low enough electron densities could possibly form a bound state that is held together by exchange and correlation energies, thus forming structures analogous to that of the positronium molecule (Ps), with binding energies of a few tenths of an eV. Such di-positrons could be prevalent at positron densities of around 10cmand, if so, would be evident from an apparent broadening of the sharp step at the Fermi surface in measurements of the electron momentum distribution by the angular correlation of the 2annihilation radiation. Even if di-positrons are not directly formed in a metal, optical spectroscopy of Psformed in vacuum via pairs of positrons simultaneously being emitted from the surface could be applied to the direct measurement of the momentum distribution of Cooper pairs. If they exist, di-positrons in metals would yield interesting information about electron and positron interactions and at very high densities might allow the study of a di-positron Bose–Einstein condensate immersed in an electron gas.Graphic Abstract
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