Positronium annihilation in magnetic fields up to 21 kG

Summary

The angular correlation of photons from the two-gamma decay of positrons in some substances (paraffin wax, nylon, teflon, fused quartz, liquid and solid water) has been measured in the presence of an external magnetic field up to 21 kG. The narrow-component intensity of the angular spectrum, due to the rate of positronium (Ps) which self-annihilates from the singlet state, results enhanced by theH field. The effect, produced by the magnetic mixing of two spin states of Ps, is shown to be in agreement with theory. Measurements in powdered air-saturated aluminium oxide reveal a different behaviour of Ps which can be explained by the ortho-Ps quenching property of the O₂ molecules absorbed.

Riassunto

Si è misurata la distribuzione angolare dei due fotoni di annichilamento del positone in alcune sostanze (eera di paraffina, nylon, teflon, quarzo amorfo, acqua e ghiaccio) in presenza di campi magnetici fino a 21 kG-. La oomponente stretta di tali spettri angolari dovuta alla frazione di positonio che si autoannichila a partire dallo stato di singoletto, risulta in ogni caso intensificata dalla presenza del campo. Questo effetto, prodotto dal mescolamento di due degli stati di spin del positonio da parte del campo, risulta in aceordo quantitativo con la teoria. Le misure fatte su polvere di allumina esposta all’aria mostrano un diverso comportamento del positonio che può essere spiegato tenendo presente la tipica proprietà distruttiva del O₂ nei confronti dello orto-positonio.

Резюме

Была измерена углова я корреляция фотонов при двух-фотонном распаде позитронов в некоторых веществах (парафин, нейлон, тефлон, плавле нный кварц, жидкая и тверда я вода) при наличии вне шнего магнитного поля впло ть до 21 килогаусс. Интенси вность узкой компоне нты углового спектра из-з а интенсивности позитрония, который с ам аннигилирует из си нглетного состояния, увеличива ется благодаря полю И. Пока зывается, что этот эфф ект, вызванный магнитным смешиванием двух спи новых состояний пози трония, согласуется с теорие й. Измерения в порошкообразной на сыщенной воздухом ок иси алюминия обнаруживают различное поведение позитрония, которое м ожет быть объяснено ослабляющ им свойством абсорбиро ванных молекул O₂ для орто-позитрония.