Quando os elétrons colidem com pósitrons, suas contrapartes de antimatéria, pares instáveis ​​podem se formar em que ambos os tipos de partículas orbitam uma em torno da outra. Chamado de 'positrônio, Os físicos já produziram essa estrutura intrigante usando uma ampla gama de alvos de pósitrons - de gases atômicos a filmes de metal. Contudo, eles ainda não conseguiram o mesmo resultado de vapores de nanopartículas, cujas propriedades únicas são influenciadas pelos "gases" de elétrons livres que eles contêm em formas bem definidas, regiões nanoscópicas.

Em nova pesquisa publicada em EPJ D , Paul-Antoine Hervieux da Universidade de Estrasburgo, França e Himadri Chakraborty na Northwest Missouri State University, EUA, revelar as características da formação de positrônio dentro de nanopartículas em forma de bola de futebol, C60, pela primeira vez. Em energias específicas de impacto de pósitrons, eles mostram que a emissão de positrônio domina na mesma direção que as antipartículas de entrada.

Comumente conhecido como buckminsterfullerene, ou 'buckyballs, 'C60 é estável, facilmente sintetizado e sustentável em temperatura ambiente. Graças a essas propriedades úteis, As descobertas de Hervieux e Chakraborty podem ter implicações importantes para campos, incluindo astrofísica, física dos materiais, e pesquisa farmacêutica. Em particular, eles poderiam oferecer melhorias em testes de como a antimatéria responde à gravidade, que pode envolver estruturas incluindo átomos de dipositrônio e anti-hidrogênio; cada um dos quais apresenta positrônio nas primeiras etapas de seus processos de fabricação.

Quando pósitrons de certas energias se aproximam dos fulerenos em ângulos de até 10 graus, os físicos mostraram que uma série de estreitas, sinais de positrônio voltados para a frente resultaram da 'ressonância de difração' das partículas. O efeito é comparável a como a luz é difratada por obstruções esféricas microscópicas; mostrando variação com moléculas de fulereno maiores como C240, e quando as partículas são excitadas para níveis de energia mais elevados. Hervieux e Chakraborty modelaram essas propriedades por meio de cálculos teóricos de como a ressonância de difração afetou os ângulos sobre os quais o positrônio é emitido, em função da energia de impacto de pósitrons. Seus resultados oferecem informações importantes para a ampla variedade de pesquisadores que usam essas estruturas de vida curta. Em estudos futuros, a dupla agora espera explorar ainda mais seu potencial para uso em experimentos reais.