正电子与芯电子和价电子的湮灭

在图论多体理论框架下计算了正电子与惰性气体原子 Ar、Kr 和 Xe 的芯电子和价电子湮灭的 $\gamma$-射线谱。详细检验了正电子-原子和短程正电子-电子关联对湮灭过程的影响。短程关联通过湮灭振幅顶点的非局域修正描述，发现显著增强了芯轨道上的湮灭谱。对于 Ar、Kr 和 Xe，芯对湮灭率的贡献分别为 0.55%、1.5% 和 2.2%，其小值反映了正电子探测靠近原子核距离的困难。但重要的是，芯子壳层具有宽动量分布，并在多普勒能量位移 $\gtrsim3$\,keV 时显著贡献湮灭谱，甚至在位移 $\gtrsim5$\,keV 时主导 Kr 和 Xe 的谱。它们的包含使理论谱与实验 $\gamma$-谱在全部多普勒能量位移范围内极好一致。此外，该理论能够计算单个芯和价子壳层 $n\ell$ 的“精确”顶点增强因子 $\bar{\gamma}_{n\ell}$。发现它们遵循一个简单且具物理动机的随子壳层电离能 $I_{n\ell}$ 的标度：$\bar{\gamma}_{n\ell}=1+\sqrt{A/I_{n\ell}}+(B/I_{n\ell})^{\beta}$，其中 $A$、$B$ 和 $\beta$ 为正常数。证明这些因子可纳入简单独立粒子模型计算以成功重构真实多体湮灭 $\gamma$-谱。该公式可用于确定正电子与周期表原子及凝聚态系统芯电子湮灭的增强因子。