這些(xie)系(xi)統可用於測(ce)試(shi)量子(zi)理(li)論關於(yu)電(dian)子(zi)和(he)正電子(zi)與(yu)物(wu)質相(xiang)互作(zuo)用之間(jian)差異的預測(ce)，以及(ji)各(ge)種(zhong)材料(liao)結構(gou)和(he)過(guo)程(cheng)的研(yan)究(jiu)

正電子(zi)湮(yan)滅(mie)壽命(ming)譜（PALS）
正電子(zi)的存在首(shou)先由(you)Dirac提出(chu)，在20世紀30年代(dai)通過實(shi)驗得(de)到(dao)證(zheng)實(shi)。正電子(zi)是(shi)電子(zi)的反(fan)粒(li)子(zi)。正電子(zi)與(yu)電(dian)子(zi)的碰撞將(jiang)導(dao)致兩個粒(li)子(zi)湮(yan)滅(mie)和(he)發(fa)射兩(liang)個特征511-keV伽(jia)馬射線(xian)。

這(zhe)種(zhong)現(xian)象有助於(yu)測(ce)試(shi)量子(zi)理(li)論關於(yu)電(dian)子(zi)和(he)正電子(zi)與(yu)物(wu)質相(xiang)互作(zuo)用之間(jian)差異的預測(ce)。此(ci)外(wai)，正電子(zi)已被(bei)證(zheng)明(ming)是研(yan)究(jiu)各種(zhong)結構(gou)和(he)過(guo)程(cheng)的有用工(gong)具(ju)。正電子(zi)的壽命可用來測(ce)量湮(yan)滅(mie)點(dian)處(chu)的局部電子(zi)密(mi)度(du)。借助於發(fa)射的伽(jia)馬射線(xian)可(ke)以(yi)輕松(song)檢測(ce)湮滅(mie)。正電子(zi)壽(shou)命技(ji)術是對單原(yuan)子(zi)尺度(du)空洞敏感的少有的幾種(zhong)方(fang)法之(zhi)壹。

自20世紀70年代(dai)初(chu)以(yi)來，ORTEC壹直為(wei)精(jing)英級正電子(zi)物(wu)理(li)學家和(he)化(hua)學家提供模(mo)塊化(hua)儀(yi)器，任何(he)正電子(zi)學術論文(wen)都(dou)可(ke)以(yi)證(zheng)明(ming)這壹點(dian)。正電子(zi)源(yuan)的可用性激(ji)發(fa)了(le)教學或(huo)研(yan)究(jiu)實(shi)驗室(shi)對正電子(zi)壽(shou)命系統的興趣。

ORTEC通過(guo)提供完(wan)整的PLS-System型號(hao)簡化(hua)了測(ce)試(shi)過(guo)程(cheng)。

優點(dian)

• 經(jing)過全面(mian)測(ce)試(shi)和(he)集成(cheng)的“交鑰匙(chi)”系(xi)統... 您(nin)只需(xu)要壹個正電子(zi)源(yuan)。
• 壹整套(tao)帶標(biao)簽的電纜和(he)連接(jie)器。
• 兩個905-21型探(tan)測(ce)器組(zu)件(jian)。
• 有關測(ce)試(shi)過(guo)程(cheng)和(he)結果(guo)的文檔(dang)。

PLS-System包(bao)括(kuo)

• 2個905-21型探(tan)測(ce)器組(zu)件(jian)。
• 2個583B型恒定分數(shu)鑒(jian)別(bie)器。
• 2個556型高壓(ya)電源(yuan)。
• 1個414A型快速(su)符(fu)合(he)。
• 1個567型時(shi)間(jian)幅(fu)度(du)轉換器/單通道分析(xi)儀(yi)。
• 1個928-MCB型多通(tong)道分析(xi)儀(yi)，帶(dai)MAESTRO軟件(jian)。
• 1個DB463型延遲(chi)盒。
• 1個4001A/4002D型NIM機箱(xiang)和(he)電(dian)源(yuan)。
• 1個113型前置(zhi)放(fang)大(da)器。
• 1個575A型光譜放(fang)大(da)器。
• 1臺個人電腦。
• 1套(tao)帶標(biao)簽的電纜和(he)連接(jie)器。
• 1個規程(cheng)與(yu)工(gong)廠(chang)測(ce)試(shi)文(wen)檔(dang)。

該(gai)系統的保(bao)證(zheng)時(shi)間(jian)分辨(bian)率(lv)為200皮(pi)秒(miao)（通(tong)常(chang)測(ce)量小(xiao)於180皮(pi)秒(miao)），使用Co-60源(yuan)在窄(zhai)能(neng)量窗(chuang)口(kou)進行測(ce)量。（此(ci)系(xi)統不含(han)源(yuan)。）

PALS：達(da)到(dao)納(na)米(mi)級。
軟凝(ning)聚(ju)物質最重(zhong)要的壹個結構(gou)問(wen)題是由(you)於(yu)不規則堆(dui)積、密(mi)度(du)波動(dong)和(he)拓(tuo)撲(pu)約(yue)束(shu)而(er)在分子(zi)之(zhi)間存在未(wei)占據(ju)或(huo)自(zi)由(you)體(ti)積。自(zi)由(you)體(ti)積被(bei)認為(wei)是(shi)能(neng)夠進行分(fen)子(zi)重(zhong)組(zu)的體(ti)積分(fen)數(shu)，並(bing)且(qie)在確定系統的物理(li)和(he)機(ji)械(xie)性(xing)質方(fang)面(mian)具(ju)有重(zhong)要意(yi)義。

PALS是(shi)壹種(zhong)成(cheng)熟(shu)、和(he)多功(gong)能(neng)的技(ji)術，可以直接(jie)測(ce)量這(zhe)些(xie)亞(ya)納(na)米(mi)級分(fen)子(zi)自(zi)由(you)體(ti)積。PALS實(shi)驗將(jiang)正電子(zi)註(zhu)入(ru)到(dao)被(bei)測(ce)材料(liao)中然(ran)後測(ce)量它(ta)與(yu)材料(liao)的壹種(zhong)產生(sheng)伽(jia)馬射線(xian)的電子(zi)壹起湮(yan)滅(mie)之前(qian)的時(shi)間(jian)長度(du)。

當(dang)正電子(zi)進入(ru)分(fen)子(zi)材料(liao)時(shi)，它(ta)會熱(re)化(hua)，之後(hou)它(ta)可(ke)以作(zuo)為自(zi)由(you)粒(li)子(zi)在材料(liao)中擴(kuo)散或(huo)捕(bu)獲電(dian)子(zi)以(yi)形(xing)成(cheng)正電子(zi)原(yuan)子(zi)（Ps）。Ps是(shi)電子(zi)-正電子(zi)束(shu)縛(fu)態(tai)，它(ta)具(ju)有兩個自旋態(tai)：仲(zhong)電子(zi)偶素（p-Ps，自(zi)旋(xuan)角(jiao)動(dong)量為(wei)零(ling)的單重(zhong)態(tai)）和(he)正電子(zi)偶素（o-Ps，單位(wei)自旋(xuan)角(jiao)動(dong)量的三(san)重(zhong)態(tai)））。在PALS實(shi)驗中(zhong)，我們(men)主要對o-Ps狀(zhuang)態(tai)感(gan)興趣，因為(wei)它(ta)的壽命依賴於環(huan)境。在分子(zi)材料(liao)中，o-Ps壹旦形(xing)成(cheng)，就會在分子(zi)自(zi)由(you)體(ti)積中(zhong)定位(wei)，並(bing)在整個生(sheng)命周(zhou)期內保(bao)持(chi)不變(bian)。由(you)於(yu)o-Ps與(yu)其(qi)所在的洞“壁”碰撞，o-Ps的正電子(zi)可(ke)以與(yu)相(xiang)反(fan)自旋(xuan)的電子(zi)壹起湮(yan)滅(mie)。因此(ci)，o-Ps壽(shou)命(ming)提供了(le)與(yu)材料(liao)中的平均(jun)自(zi)由(you)孔體(ti)積大(da)小(xiao)有關的信息(xi)。此(ci)外(wai)，PALS可(ke)以(yi)在很寬的溫度(du)範圍(wei)內探(tan)測(ce)分子(zi)自(zi)由(you)體(ti)積的大(da)小(xiao)，從而(er)可以(yi)識(shi)別分(fen)子(zi)材料(liao)中發(fa)生(sheng)的重(zhong)要相(xiang)變(bian)。

鳴謝：英國(guo)布(bu)裏(li)斯托(tuo)爾(er)大(da)學物理(li)系
M Roussenova博(bo)士(shi)。