b'\n_START_ARTICLE_\nEspectroscopia de vida media de aniquilaci\xc3\xb3n de positrones\n_START_PARAGRAPH_\nLa Espectroscop\xc3\xada por Aniquilaci\xc3\xb3n de Positrones (PAS)\xe2\x80\x8b es un m\xc3\xa9todo no destructivo de an\xc3\xa1lisis que permite estudiar la estructura electr\xc3\xb3nica y defectos en s\xc3\xb3lidos. Son muchos los experimentos de aniquilaci\xc3\xb3n de positrones que han demostrado la relaci\xc3\xb3n entre la estructura de defectos cristalinos y los par\xc3\xa1metros de aniquilaci\xc3\xb3n. La funci\xc3\xb3n de onda de un positr\xc3\xb3n \xc2\xabatrapado\xc2\xbb en defectos del material est\xc3\xa1 localizada hasta el momento de su aniquilaci\xc3\xb3n con un electr\xc3\xb3n del entorno. Debido a que tanto la densidad electr\xc3\xb3nica local como la distribuci\xc3\xb3n de momentos de un cristal con defectos difieren de las de un cristal homog\xc3\xa9neo y libre de defectos, el estudio de los fotones gamma producidos durante la aniquilaci\xc3\xb3n del positr\xc3\xb3n proporcionar\xc3\xa1 valiosa informaci\xc3\xb3n acerca de las propiedades f\xc3\xadsicoqu\xc3\xadmicas del s\xc3\xb3lido en el lugar en el que se produce la aniquilaci\xc3\xb3n. Las t\xc3\xa9cnicas de estudio del comportamiento de los positrones en materiales se pueden clasificar principalmente en dos grupos, seg\xc3\xban se basen en el principio de conservaci\xc3\xb3n del momento en el proceso de aniquilaci\xc3\xb3n (Espectroscop\xc3\xada de Ensanchamiento Doppler y Correlaci\xc3\xb3n Angular de la Radiaci\xc3\xb3n de Aniquilaci\xc3\xb3n) o en la sensibilidad de los positrones a la densidad electr\xc3\xb3nica (medida de tiempos de vida).\xe2\x80\x8b\xe2\x80\x8b As\xc3\xad, la espectroscop\xc3\xada por Aniquilaci\xc3\xb3n de Positrones utiliza t\xc3\xa9cnicas experimentales de F\xc3\xadsica Nuclear y, por tanto, hace uso importante de las t\xc3\xa9cnicas de espectroscopia nuclear. Esto es por lo que el progreso en PAS est\xc3\xa1 estrechamente relacionado con los avances conseguidos en los m\xc3\xa9todos experimentales en f\xc3\xadsica nuclear.\n_START_SECTION_\nTeor\xc3\xada\n_START_PARAGRAPH_\nLa t\xc3\xa9cnica opera seg\xc3\xban el principio de que un positr\xc3\xb3n o un positronio se aniquilar\xc3\xa1 a trav\xc3\xa9s de la interacci\xc3\xb3n con los electrones. Esta aniquilaci\xc3\xb3n liberara rayos gamma que pueden ser detectados; es decir el tiempo entre la emisi\xc3\xb3n de positrones de una fuente radiactiva y la detecci\xc3\xb3n de rayos gamma debido a la aniquilaci\xc3\xb3n corresponde a la vida \xc3\xbatil de positr\xc3\xb3n o positr\xc3\xb3nio. _NEWLINE_Cuando los positrones se inyectan en un cuerpo s\xc3\xb3lido, estos interact\xc3\xbaan de alguna manera con los electrones de esa especie. Es decir para s\xc3\xb3lidos que contienen electrones libres (como metales o semiconductores), los positrones implantados se aniquilan r\xc3\xa1pidamente a menos que existan vac\xc3\xados, como defectos de vac\xc3\xado. Si hay vac\xc3\xados disponibles, los positrones residir\xc3\xa1n en ellos y se aniquilar\xc3\xa1n menos r\xc3\xa1pidamente compar\xc3\xa1ndolo con la mayor parte del material, en escalas de tiempo de hasta ~ 1 ns. Para aisladores tales como pol\xc3\xadmeros o zeolitas, los positrones implantados interact\xc3\xbaan con los electrones en el material para formar el positr\xc3\xb3n._NEWLINE_El positronio es un estado unido de un hidr\xc3\xb3geno meta-estable de un electr\xc3\xb3n y un positr\xc3\xb3n que puede existir en dos estados de esp\xc3\xadn. Para- positrio, p -P, es un estado singlete (los giros de positrones y de electrones son antiparalelos) con una vida \xc3\xbatil caracter\xc3\xadstica de autoaniquilaci\xc3\xb3n de 125 ps en vac\xc3\xado.\xe2\x80\x8b Ortho- positronium, o -Ps, es un estado triplete (los giros de positrones y de electrones son paralelos) con una vida \xc3\xbatil caracter\xc3\xadstica de autoaniquilaci\xc3\xb3n de 142 ns en vac\xc3\xado.\xe2\x80\x8b En materiales moleculares, la vida de o-Ps depende del entorno y entrega informaci\xc3\xb3n relacionada con el tama\xc3\xb1o del vac\xc3\xado en el que reside. Ps puede recoger un electr\xc3\xb3n molecular con un giro opuesto al del positr\xc3\xb3n, lo que lleva a una reducci\xc3\xb3n de la vida \xc3\xbatil de o -Ps de 142 ns a 1-4 ns (dependiendo del tama\xc3\xb1o del volumen libre en el que reside).\xe2\x80\x8b El tama\xc3\xb1o del volumen libre molecular puede derivarse de la vida \xc3\xbatil de o -Ps a trav\xc3\xa9s del modelo semi emp\xc3\xadrico Tao-Eldrip.\xe2\x80\x8b_NEWLINE_La estructura del poro en los aisladores se puede determinar utilizando el modelo de Tao-Eldrup de mec\xc3\xa1nica cu\xc3\xa1ntica\xe2\x80\x8b\xe2\x80\x8by sus extensiones. Al cambiar la temperatura a la que se analiza una muestra, la estructura de los poros se puede ajustar a un modelo donde el positronio se limita a una, dos o tres dimensiones. Sin embargo, los poros interconectados dan como resultado tiempos de vida promedio que no pueden distinguir entre canales lisos o canales que tienen poros perif\xc3\xa9ricos m\xc3\xa1s peque\xc3\xb1os y abiertos debido a la difusi\xc3\xb3n de positronio favorecida energ\xc3\xa9ticamente de poros peque\xc3\xb1os a m\xc3\xa1s grandes._NEWLINE_El comportamiento de los positrones en las mol\xc3\xa9culas o la materia condensada no es trivial debido a la fuerte correlaci\xc3\xb3n entre los electrones y los positrones. Incluso el caso m\xc3\xa1s simple, el de un solo positr\xc3\xb3n sumergido en un gas homog\xc3\xa9neo de electrones, ha demostrado ser un desaf\xc3\xado importante para la teor\xc3\xada. El positr\xc3\xb3n atrae electrones, lo que aumenta la densidad de contacto y, por lo tanto, aumenta la tasa de aniquilaci\xc3\xb3n. Adem\xc3\xa1s, la densidad de impulso de los pares de electrones y electrones de aniquilaci\xc3\xb3n se mejora cerca de la superficie de Fermi.\xe2\x80\x8b Los enfoques te\xc3\xb3ricos utilizados para estudiar este problema han incluido la aproximaci\xc3\xb3n de Tamm-Dancoff,\xe2\x80\x8b Ferm\xe2\x80\x8b y perturbadas\xe2\x80\x8b aproximaciones de cadenas hipernetted, m\xc3\xa9todos de teor\xc3\xada del funcional de la densidad\xe2\x80\x8b y Monte Carlo cu\xc3\xa1ntico.\xe2\x80\x8b\xe2\x80\x8b\n_START_SECTION_\nAniquilaci\xc3\xb3n de positrones en un material\n_START_PARAGRAPH_\nCuando los positrones energ\xc3\xa9ticos de una fuente radiactiva son inyectados en un medio condensado, comienzan a interactuar con los electrones y los n\xc3\xbacleos de los \xc3\xa1tomos que constituyen el material. Este proceso donde el positr\xc3\xb3n es frenado hasta poseer la energ\xc3\xada t\xc3\xa9rmica del medio se llama termalizaci\xc3\xb3n. El rango de penetraci\xc3\xb3n durante la termalizaci\xc3\xb3n depende de la energ\xc3\xada cin\xc3\xa9tica del positr\xc3\xb3n y de la densidad electr\xc3\xb3nica del material y se realiza en lapsos de tiempo del orden de los picosegundos. La probabilidad de aniquilaci\xc3\xb3n del positr\xc3\xb3n se hace importante al momento de la termalizaci\xc3\xb3n. Luego de la termalizaci\xc3\xb3n, el positr\xc3\xb3n todav\xc3\xada puede difundir en el material y finalmente, despu\xc3\xa9s de vivir en equilibrio t\xc3\xa9rmico, puede aniquilarse con un electr\xc3\xb3n del medio principalmente produciendo dos rayos \xce\xb3 de 511 keV. El tiempo de vida media de los positrones es caracter\xc3\xadstico de cada material y var\xc3\xada de 100 a 500 ps. La vida media puede extenderse hasta algunos nanosegundos en el caso de la formaci\xc3\xb3n de positronio\n_START_SECTION_\nFormaci\xc3\xb3n de positronio\n_START_PARAGRAPH_\nEn medios no conductores existe la probabilidad de que la interacci\xc3\xb3n entre un positr\xc3\xb3n y un electr\xc3\xb3n devenga en un estado ligado llamado positronio, muy similar a un \xc3\xa1tomo de hidr\xc3\xb3geno. Ya que el e- y el e+ tienen la misma masa, ambos \xe2\x80\x9cgiran\xe2\x80\x9d a la misma velocidad alrededor de su centro de masa fijo manteniendo una distancia de 1,06 \xc3\x85. Si el esp\xc3\xadn del electr\xc3\xb3n y el del positr\xc3\xb3n son paralelos, se forma un estado triplete (esp\xc3\xadn=1) llamado orto-positronio (o-Ps) mientras que de espines opuestos resulta la especie para-positronio (p-Ps) de espin cero. El o-Ps y el p-Ps se forman en relaci\xc3\xb3n 3:1. Las vidas medias de autoaniquilaci\xc3\xb3n del positronio presentan valores caracter\xc3\xadsticos, que pueden ser calculados te\xc3\xb3ricamente, que son para el para-positronio \xcf\x84p-Ps= 125 ps y para el orto-positronio \xcf\x84o-Ps= 142 ns. Esta \xc3\xbaltima vida media no puede ser observada en el caso del positronio en la materia ya que por un proceso denominado pick off el positr\xc3\xb3n del o-Ps se aniquila con un electr\xc3\xb3n de espin opuesto del medio, y no con el electr\xc3\xb3n al que est\xc3\xa1 ligado. Este proceso acorta la vida media del o-Ps a tiempos del orden de algunos nanosegundos o menos. Si el o-Ps es atrapado en una regi\xc3\xb3n del material con m\xc3\xa1s espacio, es decir menor densidad electr\xc3\xb3nica, el pick off se reduce y la vida media aumenta. Otro proceso que puede reducir la vida media del o-Ps es la conversi\xc3\xb3n de esp\xc3\xadn de alguna de las part\xc3\xadculas del positronio, causada por especies paramagn\xc3\xa9ticas, que resulta en el cambio de o-Ps a p-Ps seguido por una r\xc3\xa1pida autoaniquilaci\xc3\xb3n. Como otros \xc3\xa1tomos, el positronio puede participar en procesos qu\xc3\xadmicos, como la oxidaci\xc3\xb3n del positronio a positr\xc3\xb3n libre o la formaci\xc3\xb3n de 49 compuestos con otros \xc3\xa1tomos. En estos casos la vida media del o-Ps se ve reducida y se dice que el o-Ps est\xc3\xa1 quencheado.'