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1 # 南山隱士
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2 # 九維空間
答案是肯定的,在電子和正電子的自由粒子能量都較低的情況下,它們的相互作用能量高於自由粒子能量,這時二者可以組成一個束縛態,稱作電子偶素(positronium),這個電子偶素也可以求解它的定態薛定諤方程,得到量子化的能級,即電子和正電子相互接近也是量子化分佈。當電子和正電子的自由粒子能量較高的情況下,它們的相互作用能量相比就非常小,這時量子化的結果就非常接近自由粒子的連續能譜。
無論是原子裡的電子和質子(夸克),還是電子偶素裡的電子和正電子,它們之間的波函式都有交疊,即都有不為零的機率相遇。但相遇時,電子偶素會很快湮滅掉變成光子釋放出來,這是量子電動力學允許的一個典型過程,如圖。但是量子電動力學不允許電子和質子(夸克)湮滅,因為這樣就同時破壞了輕子數和重子數守恆,因此原子內部電子和質子無論怎麼相遇都不會湮滅,當然如果這個電子初始能量非常高,它就不會和質子組成氫原子,而是再加一個反中微子一起組成中子,這就是恆星和生成常見的逆beta衰變過程。
正電子是不穩定粒子,遇到電子會與之發生湮滅,放出兩個伽瑪光子。當正電子與原子核接觸時,就會與核外電子發生湮滅,這就是陽電子炮的原理。