Interaction of Low-Energy Positrons with Atoms and Molecules
低能正电子与原子和分子的相互作用
基本信息
- 批准号:2010699
- 负责人:
- 金额:$ 62.52万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-09-01 至 2023-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
General audience abstract:This research project focuses on science with positrons (the antiparticles of electrons). Positrons play an important role in basic science, including atomic, plasma and astrophysics, biology and medicine. They also have many technological applications such as new techniques for mass spectroscopy, the characterization of materials using positrons, and positron emission tomography (PET) to study metabolic processes and for drug design. While aspects of positron interactions with matter are well understood, there are many outstanding questions. When positrons and electrons collide, they can annihilate with the energy converted to gamma rays. Such processes are important facets in gaining an understanding of the physics and chemistry of the interaction of matter and antimatter. This research group has shown that positrons bind to many molecules (lifetimes before annihilation less than one hundred millionth of a second). The positron binding studies the group will be doing are relevant to positron surface states on materials and the fate of positrons in PET. In terms of scientific education and training, the research will actively involve students and young researchers at all levels, from the planning of experiments to the dissemination of research results. The project involves small-scale experiments that are an excellent training ground for scientific and technical personnel. The work will be communicated broadly, not only to physics audiences but also to those involved in plasma, chemical, and materials science, and gaseous electronics research. Antimatter in the laboratory is an important new frontier of science. It is regarded with considerable fascination by lay audiences; and as such, it aids in helping broader segments of society to appreciate basic research in the physical sciences.Technical audience abstract:In previous research, the group showed that positrons bind to molecules. Two important intellectual challenges related to this phenomenon, and the modes of annihilation that result from it, are to develop methods to treat electron-positron correlations and to better understand the role of molecular dynamics in positron annihilation processes when a positron is in the proximity of neutral matter. The research being conducted under this award speaks to both of these issues. One focus of the project is gaining a better understanding of positron binding to molecules, the magnitudes of these binding energies, and what they depend upon. A second objective is gaining a better understanding of mechanisms for positron annihilation in molecules, which proceeds by a resonant process in which annihilation rates can be orders of magnitude greater than expected on the basis of simple collisions. While it is appreciated that molecular vibrations play an important role in this enhancement, the details are not understood. The experiments will be conducted with a state-of-the-art, tunable, high-energy-resolution positron beam that was developed recently by the research team and is now coming to full capability. The excellent energy resolution of this new beam is expected to play an important role in making detailed annihilation spectral measurements as a function of incident positron energy. This can provide much more precise measurements of positron binding energies and key insights into the critical role molecular dynamics plays in producing greatly enhanced annihilation rates.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
摘要:本研究项目主要研究正电子(电子的反粒子)科学。正电子在原子、等离子体和天体物理学、生物学和医学等基础科学中发挥着重要作用。它们也有许多技术应用,如质谱的新技术,使用正电子表征材料,正电子发射断层扫描(PET)研究代谢过程和药物设计。虽然正电子与物质相互作用的各个方面已被很好地理解,但仍有许多悬而未决的问题。当正电子和电子碰撞时,它们会湮灭,能量转化为伽马射线。这些过程是理解物质和反物质相互作用的物理和化学的重要方面。这个研究小组已经证明,正电子与许多分子结合(湮灭前的寿命不到一亿分之一秒)。该小组将进行的正电子结合研究与材料上的正电子表面态和正电子在PET中的命运有关。在科学教育和培训方面,从实验的规划到研究成果的传播,各级学生和青年研究人员将积极参与研究。该项目涉及小型实验,是科学和技术人员的极好训练场。这项工作将广泛传播,不仅对物理观众,而且对那些参与等离子体,化学,材料科学,和气体电子研究。实验室中的反物质是一个重要的新前沿科学。它被外行观众认为具有相当的魅力;因此,它有助于帮助更广泛的社会阶层欣赏物理科学的基础研究。技术观众摘要:在之前的研究中,该小组表明正电子与分子结合。与这一现象相关的两个重要的智力挑战,以及由此产生的湮灭模式,是开发处理电子-正电子相关关系的方法,以及更好地理解当正电子靠近中性物质时,分子动力学在正电子湮灭过程中的作用。在这个奖项下进行的研究说明了这两个问题。该项目的一个重点是更好地理解正电子与分子的结合,这些结合能的大小,以及它们依赖于什么。第二个目标是更好地理解分子中正电子湮灭的机制,这是通过共振过程进行的,其中湮灭速率可以比基于简单碰撞的预期大几个数量级。虽然人们认识到分子振动在这种增强中起着重要作用,但细节尚不清楚。实验将使用最先进的、可调谐的、高能量分辨率的正电子束进行,该正电子束是研究小组最近开发的,目前正在全面发挥作用。这种新光束具有优异的能量分辨率,有望在进行详细的湮灭光谱测量(作为入射正电子能量的函数)方面发挥重要作用。这可以提供更精确的正电子结合能测量,并对分子动力学在产生大大提高的湮灭率方面所起的关键作用有重要的见解。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Positron binding to alkane molecules
正电子与烷烃分子结合
- DOI:10.1103/physreva.108.032801
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:2.9
- 作者:Danielson, J. R.;Ghosh, S.;Arthur-Baidoo, E.;Witteman, D. R.;Surko, C. M.
- 通讯作者:Surko, C. M.
Enhanced Resonant Positron Annihilation due to Nonfundamental Modes in Molecules
由于分子中的非基本模式而增强的共振正电子湮灭
- DOI:10.1103/physrevlett.125.173401
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:8.6
- 作者:Ghosh, S.;Danielson, J. R.;Surko, C. M.
- 通讯作者:Surko, C. M.
Influence of geometry on positron binding to molecules
几何形状对正电子与分子结合的影响
- DOI:10.1088/1361-6455/ac3e78
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Danielson, J R;Ghosh, S;Surko, C M
- 通讯作者:Surko, C M
Resonant Annihilation and Positron Bound States in Benzene
苯中的共振湮灭和正电子束缚态
- DOI:10.1103/physrevlett.129.123401
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:8.6
- 作者:Ghosh, S.;Danielson, J. R.;Surko, C. M.
- 通讯作者:Surko, C. M.
Enhancement of positron binding energy in molecules containing π bonds
含有α键的分子中正电子结合能的增强
- DOI:10.1103/physreva.106.032811
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:2.9
- 作者:Danielson, J. R.;Ghosh, S.;Surko, C. M.
- 通讯作者:Surko, C. M.
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Clifford Surko其他文献
Clifford Surko的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Clifford Surko', 18)}}的其他基金
Interaction of Low-Energy Positrons with Atoms and Molecules
低能正电子与原子和分子的相互作用
- 批准号:
2306404 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Standard Grant
Interaction of Low-Energy Positrons with Atoms and Molecules
低能正电子与原子和分子的相互作用
- 批准号:
1702230 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Continuing Grant
Interaction of Low-Energy Positrons with Atoms and Molecules
低能正电子与原子和分子的相互作用
- 批准号:
1401794 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Continuing Grant
Interaction of Low-Energy Positrons with Atoms and Molecules
低能正电子与原子和分子的相互作用
- 批准号:
1068023 - 财政年份:2011
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Continuing Grant
New Plasma Tools for Physics with Low-energy Antimatter
用于低能反物质物理的新型等离子体工具
- 批准号:
1002435 - 财政年份:2010
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Continuing Grant
Interaction of Low-energy Positrons with Atoms and Molecules
低能正电子与原子和分子的相互作用
- 批准号:
0755809 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Continuing Grant
Establishing Limits for Positron Plasmas - -- Long Term Storage, Large Particle Numbers, and Cold Beams
建立正电子等离子体的限制 - -- 长期储存、大粒子数和冷束
- 批准号:
0713958 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Continuing Grant
Establishing Limits for Positron Plasmas -- Long Term Storage, High Densities, and Cold Beams
建立正电子等离子体的限制——长期储存、高密度和冷束
- 批准号:
0354653 - 财政年份:2004
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Continuing Grant
Interaction of Low-Energy Positrons with Atoms and Molecules
低能正电子与原子和分子的相互作用
- 批准号:
0244653 - 财政年份:2003
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Continuing Grant
Interaction of Low-Energy Positrons with Atoms and Molecules
低能正电子与原子和分子的相互作用
- 批准号:
9876894 - 财政年份:1999
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Continuing Grant
相似国自然基金
骨髓微环境中正常造血干/祖细胞新亚群IL7Rα(-)LSK(low)细胞延缓急性髓系白血病进程的作用及机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
MSCEN聚集体抑制CD127low单核细胞铜死亡治疗SLE 的机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
新型PDL1+CXCR2low中性粒细胞在脉络膜新生血管中的作用及机制研究
- 批准号:82271095
- 批准年份:2022
- 资助金额:56 万元
- 项目类别:面上项目
CD9+CD55low脂肪前体细胞介导高脂诱导脂肪组织炎症和2型糖尿病的作用和机制研究
- 批准号:82270883
- 批准年份:2022
- 资助金额:52 万元
- 项目类别:面上项目
CD21low/-CD23-B细胞亚群在间质干细胞治疗慢性移植物抗宿主病中的作用机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:52 万元
- 项目类别:面上项目
探究Msi1+Lgr5neg/low肠道干细胞抵抗辐射并驱动肠上皮再生的新机制
- 批准号:82270588
- 批准年份:2022
- 资助金额:52 万元
- 项目类别:面上项目
m6A去甲基化酶FTO通过稳定BRD9介导表观重塑在HIF2α(low/-)肾透明细胞癌中的作用机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2021
- 资助金额:54.7 万元
- 项目类别:面上项目
circEFEMP1招募PRC2促进HOXA6启动子组蛋白甲基化修饰调控Claudin4-Low型TNBC迁移侵袭和转移的作用机制
- 批准号:82002807
- 批准年份:2020
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
上皮间质转化在Numb-/low前列腺癌细胞雄激素非依赖性中的作用及机制
- 批准号:82003061
- 批准年份:2020
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
Bach2调控CD45RA-Foxp3low T细胞影响B细胞功能及其在系统性红斑狼疮中作用的机制研究
- 批准号:81873863
- 批准年份:2018
- 资助金额:57.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Interaction of Low-Energy Positrons with Atoms and Molecules
低能正电子与原子和分子的相互作用
- 批准号:
2306404 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Standard Grant
Low energy REACT Bluetooth trigger/exchange for asset interaction
用于资产交互的低能耗 REACT 蓝牙触发/交换
- 批准号:
10044895 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Grant for R&D
Interaction of Low-Energy Positrons with Atoms and Molecules
低能正电子与原子和分子的相互作用
- 批准号:
1702230 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Continuing Grant
Analysis of positronium-xenon interaction in the ultra-low energy region for solving 'Xe puzzle'
分析超低能区正电子-氙相互作用,解决“氙之谜”
- 批准号:
16K17771 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Interaction of Low-Energy Positrons with Atoms and Molecules
低能正电子与原子和分子的相互作用
- 批准号:
1401794 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Continuing Grant
Interaction of Low-Energy Positrons with Atoms and Molecules
低能正电子与原子和分子的相互作用
- 批准号:
1068023 - 财政年份:2011
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Continuing Grant
Detailed study of low energy neutrino interaction
低能中微子相互作用的详细研究
- 批准号:
22340055 - 财政年份:2010
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
HCC: Small: Energy Signature of Interaction Techniques for Low Power Bi-Stable Displays Information Appliances
HCC:小:低功耗双稳态显示器信息设备交互技术的能量特征
- 批准号:
0916217 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Standard Grant
The electron-phonon interaction resulting surface modification triggered by the low-energy highly-charged-ion
低能高电荷离子引发的电子-声子相互作用导致表面改性
- 批准号:
21510108 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Interaction of Low-energy Positrons with Atoms and Molecules
低能正电子与原子和分子的相互作用
- 批准号:
0755809 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 62.52万 - 项目类别:
Continuing Grant














{{item.name}}会员




