I positroni sono particelle subatomiche di breve durata con la stessa massa degli elettroni e una carica positiva. Sono usati in medicina, per esempio. nella tomografia a emissione di positroni (PET), un metodo di diagnostica per immagini per i disordini metabolici. I positroni esistono anche come ioni carichi negativamente, chiamati ioni positronio (Ps ^- ), che sono essenzialmente un sistema a tre particelle costituito da due elettroni legati a un positrone.

Ora, i laser disponibili in commercio sono in grado di produrre fotoni che trasportano energia sufficiente per portare gli elettroni di ioni a carica negativa, come Ps?, a stati doppiamente eccitati, chiamata risonanza dell'onda D. Gli ioni positronio sono, però, molto difficili da osservare perché sono instabili e spesso scompaiono prima che i fisici abbiano la possibilità di analizzarli.

Sabyasachi Kar dell'Istituto di tecnologia di Harbin, Cina, e Yew Kam Ho dell'Academia Sinica, Taiwan, Taiwan, hanno ora caratterizzato questi livelli energetici più elevati raggiunti dagli elettroni in risonanza in questi sistemi a tre particelle, troppo complesse per essere descritte con semplici equazioni. Questo modello teorico, recentemente pubblicato in EPJ D , ha lo scopo di offrire una guida per gli sperimentali interessati all'osservazione di queste strutture risonanti. Questo modello di un sistema a tre particelle può essere adattato a problemi di fisica atomica, fisica Nucleare, e punti quantici di semiconduttori, così come la fisica e la cosmologia dell'antimateria.

In questo studio, gli autori prima testano la validità del loro approccio teorico dimostrando che i parametri di risonanza per gli ioni idrogeno carichi negativamente (H-) - modellati come un sistema a tre particelle composto da due elettroni e un protone - sono in accordo con studi precedenti. Gli autori quindi calcolano, per la prima volta, nuovi stati di risonanza associati allo ione positronio (Ps-) nelle regioni ad alta energia modellandolo come un sistema a tre particelle. A sua volta, elaborano sette modi di risonanza per gli elettroni che non sono mai stati riportati prima.