БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ПО)

П. участвует в электромагнитном, слабом и гравитационном взаимодействиях и относится к классу лептонов. По статистическим свойствам П. является фермионом.

П. стабилен, но в веществе существует лишь короткое время из-за аннигиляции с электронами; например, в свинце П. аннигилируют в среднем за 5×10 -11 сек. При определённых условиях, прежде чем аннигилировать, П. и электрон могут образовать связанную систему типа атома водорода — позитроний; время жизни такой системы порядка 10 -7 сек, если суммарный спин электрона и П. равен 1 (ортопозитроний), и порядка 10 -10 сек, если он равен 0 (парапозитроний).

П. образуются при взаимопревращениях свободных элементарных частиц (например, распадах мюона, в процессах рождения g-квантами пар П.-электрон в электростатическом поле атомного ядра) и при бета-распаде некоторых радиоактивных изотопов. П., получаемые при бета-распаде и рождении пар, используются для исследовательских целей: изучение процессов замедления П. в веществе и их последующей аннигиляции даёт разнообразную информацию о физических и химических свойствах вещества, например распределении скоростей электронов проводимости, о дефектах кристаллической решётки, о кинетике некоторых типов химических реакций. Один из методов исследования элементарных частиц при сверхвысоких энергиях основан на столкновении встречных пучков ускоренных П. и электронов (см. Ускорители на встречных пучках ) .

Лит.: Дирак П. А. М., Принципы квантовой механики, пер. с англ., М., 1960; Новожилов Ю. В., Элементарные частицы, 3 изд., М., 1974; Гольданский В. И., Физическая химия позитрона и позитрония, М., 1968.

Э. А. Тагиров.

Позитро'ний, связанная система частиц — позитрона е +и электрона е -. Обозначается ps. П. подобен атому водорода, в котором протон заменен позитроном. П. был открыт в 1951 М. Дейчем (США), название предложено в 1945 А. Руарком (США). П. образуется при соударениях позитронов с атомами. Масса П. равна двум электронным, а размеры вдвое превышают диаметр атома водорода. П. может существовать в основном и возбуждённом состояниях. Основной уровень энергии П. за счёт взаимодействия спинов электрона и позитрона расщеплен на 2 подуровня, с разностью энергий между ними 8,41×10 -4 эв. Нижний уровень соответствует состоянию с антипараллельными спинами частиц (парапозитроний), а верхний — с параллельными спинами (ортопозитроний). Из обоих состояний происходит аннигиляция позитрона и электрона (см. Аннигиляция и рождение пар ) , причём парапозитроний аннигилирует с образованием 2 g-квантов (е +е -® 2g) за время 1,25×10 -10 сек, а ортопозитроний — с образованием трёх g-квантов (е +е -® 3g) за время 1,4×10 -7 сек. Различие в двух путях («каналах») аннигиляции связано с тем, что зарядовые чётности парапозитрония и ортопозитрония равны соответственно +1 и —1.

Исследование переходов ортопозитрония в парапозитроний подтвердило теоретические предсказания квантовой электродинамики, которая для разности энергии пара- и ортопозитрония даёт следующее значение:

эв .

Здесь эв — атомная единица энергии, а = 1/ 137,03608— постоянная тонкой структуры ( — Планка постоянная, с — скорость света). Разность энергий D E обусловлена различием взаимодействия магнитных моментов электрона и позитрона в пара- и ортосостояниях, а также специфическим для П. т. н. аннигиляционным взаимодействием.

По химическим свойствам П. аналогичен атому водорода и поэтому используется как «меченый атом», за которым можно следить по продуктам его распада. Свойства П. и время его жизни в веществе отличаются от характеристик свободного П. и зависят от свойств вещества. Это позволяет исследовать с его помощью быстрые химические реакции атомарного водорода, время протекания которых сравнимо со временем жизни П., а также др. физико-химическими особенности веществ.

Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Теоретическая физика, т. 4, ч. 1, М., 1968; Гольданский В. И., Физическая химия позитрона и позитрония, М., 1968.

Л. И. Пономарев.

Позицио'нная ли'ния(в навигации и геодезии), линия положения, линия, во всех точках которой некоторая величина, измеренная для определения положения наблюдателя на земной поверхности, имеет то же значение, что и в точке наблюдений. Такими величинами могут быть: 1) расстояния r между известной (опорной) и определяемой точками; в этом случае П. л. имеет форму окружности радиуса r, описанной вокруг опорной точки. 2) Зенитное расстояние z (или высота h ) небесного светила в некоторый момент времени; П. л. — также окружность, описанная на поверхности земного шара сферическим радиусом z = 90 — h вокруг «полюса освещения» этого светила, т. е. точки, в зените которой светило находилось в момент наблюдений. 3) Азимут А направления с опорной точки на определяемую; П. л. — ортодромия, т. е. большой круг поверхности земного шара, проходящая через опорную точку в направлении, соответствующем азимуту А. 4) Азимут с определяемой точки на опорную (например, радиопеленг с корабля или самолёта на радиомаяк); П. л. — сферическая кривая 4-го порядка на поверхности Земли, т. н. линия равного азимута, или изоазимута.

П. л. строятся на географической карте по данным наблюдений и указывают местоположение наблюдателя. Для полного определения места необходимо построить не менее двух П. л., пересечение которых соответствует искомому местоположению; при этом для уверенного определения обе П. л. должны пересекаться под углом, не слишком острым (не менее 30°). В случае, если П. л. имеют несколько (чаще всего две) точек пересечения, выбор нужной не представляет затруднений, т.к. приближённое место наблюдения обычно известно. По той же причине часто ограничиваются построением не всей П. л., а лишь небольшого отрезка её вблизи приближённого места наблюдателя, причём этот отрезок заменяют касательной к П. л.

П. л. широко применяется в мореплавании и авиации для определения места судна или самолёта по наблюдённым высотам двух светил. Этот метод впервые был опубликован американским моряком Т. Сомнером в 1843. Такие «высотные» П. л. иногда называют линиями Сомнера. Простой удобный способ расчёта и построения этих линий на карте был указан в 1849 русским моряком М. А. Акимовым. С конца 19 в. высотные П. л. вычисляются и строятся ещё более удобным способом, предложенным французским моряком М. Сент-Илером в 1875.