惰性气体中的正电子冷却与湮没

理解气体中正电子冷却的动力学，包括存活至热化的正电子比例，对于准确解释正电子寿命谱、开发陷阱和累积器中高效的正电子冷却，以及开发低温冷却、超高能量分辨率的基于陷阱的正电子束至关重要。本文利用基于多体理论从头算的精确散射和湮没截面，模拟了惰性气体中的正电子冷却与湮没。结果表明，存活至热化的正电子比例惊人地小：He 中约为 0.1，Ne 中约为 0（由于冷却在相对较深的动量转移截面极小值处有效停滞），Ar 中约为 0.15，Kr 中约为 0.05，Xe 中约为 0.01。对于 Xe，时变湮没率 $\bar{Z}_{\rm eff}(\tau)$ 对由湮没导致的分布耗尽高度敏感，这确凿地解释了 Xe 中气室测量与基于陷阱测量之间长期存在的差异。从头算使得首次能够同时探测散射截面和湮没率的能量依赖性。总体而言，使用精确的原子数据给出的 $\bar{Z}_{\rm eff}(\tau)$ 与所有惰性气体（Ne 除外）的实验结果高度吻合；对于 Ne 的实验，推测其受到了对存活至热化的正电子比例的不完全认知和/或杂质存在的影响。