પૉઝિટ્રૉનિયમ : ઇલેક્ટ્રૉન અને પૉઝિટ્રૉનની બદ્ધ સ્થિતિ. ઇલેક્ટ્રૉન-પૉઝિટ્રૉનનું આવું સંયોજન અલ્પજીવી હોય છે. પૉઝિટ્રૉનિયમના બે પ્રકાર છે : (1) ઑર્થોપૉઝિટ્રૉનિયમ, જેમાં બે કણો – ઇલેક્ટ્રૉન અને પૉઝિટ્રૉનનું પ્રચક્રણ (spin) સમાંતર હોય છે અને (2) પૅરા-પૉઝિટ્રૉનિયમ, જેમાં બે કણોનાં પ્રચક્રણ પ્રતિસમાંતર હોય છે. ઑર્થોપૉઝિટ્રૉનિયમનો જીવનકાળ 10-7 સેકન્ડ છે. અને પછી તે ત્રણ ફોટૉનમાં ક્ષય પામે છે. પૅરાપૉઝિટ્રૉનિયમનો જીવનકાળ થોડોક ઓછો હોય છે, જે બે ફોટૉનમાં ક્ષય પામે છે.
વાયુમાં ગતિ કરતો પૉઝિટ્રૉન એકાએક અટકી જાય ત્યારે વિલોપન-વિકિરણ (annihilation radiation) પેદા થાય છે. આવા પ્રયોગો દરમિયાન પૉઝિટ્રૉનિયમની શોધ થઈ. વાયુના પરમાણુ સાથે પૉઝિટ્રૉન અથડાય ત્યારે પૉઝિટ્રૉન ઇલેક્ટ્રૉનનું પ્રગ્રહણ કરે છે. પૉઝિટ્રૉન એ ઇલેક્ટ્રૉનનો પ્રતિકણ (antiparticle) છે. આથી તેનું જડત્વીય દ્રવ્યમાન (inertial mass) ઇલેક્ટ્રૉનના જડત્વીય દ્રવ્યમાન જેટલું હોય છે.
પૉઝિટ્રૉનનો વિદ્યુતભાર મૂલ્યમાં ઇલેક્ટ્રૉનના વિદ્યુતભાર જેટલો પણ ધન હોય છે. તે 
સ્પિન ધરાવે છે. જ્યાં 
અને h પ્લાંકનો અચળાંક છે.
પૉઝિટ્રૉનિયમ બે કણની બનેલી પ્રણાલી છે, જેને ક્વૉન્ટમ વિદ્યુતગતિકી (electrodynamics) લાગુ પડે છે. તેથી જ પૉઝિટ્રૉનિયમનો અભ્યાસ રસનો વિષય છે; કારણ કે તે ક્વૉન્ટમ વિદ્યુતગતિકીને પ્રમાણિત કરે છે.
સૂક્ષ્મકણો કેટલીક ઊર્જા-અવસ્થાઓ ધરાવે છે; આવી ઊર્જા-અવસ્થાઓ મુખ્ય ક્વૉન્ટમ સંખ્યાઓ n = 1, 2, 3 …… વડે દર્શાવવામાં આવે છે. n = 1 માટે મળતી અવસ્થાને ધરાવસ્થા કહે છે. જ્યારે n = 2, 3, 4 … માટે મળતી અવસ્થાઓને ઉત્તેજિત અવસ્થાઓ કહે છે. પૉઝિટ્રૉનિયમની બાબતે n = 1 એટલે કે ધરાવસ્થા સિવાય બીજી કોઈ અવસ્થા મળતી નથી. ઘન અને પ્રવાહીઓમાં પૉઝિટ્રૉનિયમ વિલોપનનો અભ્યાસ દર્શાવે છે કે કેટલીક પરિસ્થિતિમાં પ્રક્ષુબ્ધ (perturbed) પ્રકારના પૉઝિટ્રૉનિયમનું અસ્તિત્વ જોવા મળે છે.
ઊર્જાસ્તરો (energy levels) : પૉઝિટ્રૉનિયમના સંનિકટ ઊર્જા સ્તરની ગણતરી શ્રોડિન્જર સમીકરણ વડે કરી શકાય છે. આવા સમીકરણમાં બિનસાપેક્ષિકીય (non-relativistic) હૅમિલ્ટોનિયન કારક Hoનો નીચે મુજબ ઉપયોગ કરાય છે :
જ્યાં P1, P2 અનુક્રમે ઇલેક્ટ્રૉન અને પૉઝિટ્રૉનનું રેખીય વેગમાન; m ઇલેક્ટ્રૉન અથવા પૉઝિટ્રૉનનું દળ; -e ઇલેક્ટ્રૉનનો અને +e પૉઝિટ્રૉનનો વિદ્યુતભાર અને r, ઇલેક્ટ્રૉન અને પૉઝિટ્રૉન વચ્ચેનું અંતર છે.
બદ્ધ સ્થિતિના ઊર્જાસ્તરો નીચે મુજબ મળે છે :
જ્યાં ryp એ પૉઝિટ્રૉનિયમ માટે રિડબર્ગ અચળાંક છે. પ્રોટૉન અને ઇલેક્ટ્રૉનના દળનો ગુણોત્તર અનંત લેવામાં આવે તો જ પૉઝિટ્રૉનિયમની બંધન-ઊર્જાઓ Wn હાઇડ્રોજન પરમાણુની તદનુરૂપ બંધન-ઊર્જાઓથી અડધી હોય છે. ખાસ તો પૉઝિટ્રૉનિયમની આયનીકરણ-ઊર્જા (ionization energy) એટલે કે n = 1 ધરાવસ્થાની બંધન-ઊર્જા 6.8 eV જેટલી હોય છે.
પૉઝિટ્રૉનિયમના ઊર્જાસ્તરોની સૂક્ષ્મ સંરચના (fine structure) સમીકરણ (2) વડે મળે છે અને તે α2 ryp ક્રમની હોય છે; જ્યાં 
સૂક્ષ્મ સંરચના-અચળાંક છે. સાપેક્ષિકીય ઘટનાને કારણે આવી સૂક્ષ્મ સંરચના મળે છે.
ઇલેક્ટ્રૉન અને પૉઝિટ્રૉનિયમનું સ્વકીય પ્રચક્રણ કોણીય વેગમાન (intrinsic angular momentum) 
હોઈ પૉઝિટ્રૉનિયમનું કુલ પ્રચક્રણ કોણીય વેગમાન S = 0 અથવા 1 થાય છે. પૉઝિટ્રૉનિયમ માટે S = 0 હોય તો તેને એકલ (singlet) અવસ્થા કહે છે અને આવા પૉઝિટ્રૉનિયમને પૅરાપૉઝિટ્રૉનિયમ કહે છે. પૉઝિટ્રૉનિયમ માટે S = 1 હોય તેને ત્રિક (triplet) અવસ્થા કહે છે અને આવા પૉઝિટ્રૉનિયમને ઑર્થોપૉઝિટ્રૉનિયમ કહે છે.
ક્વૉન્ટમ – સંખ્યા nના પ્રત્યેક મૂલ્ય માટે પૉઝિટ્રૉનિયમ એકલ અથવા ત્રિક-અવસ્થામાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. કક્ષીય (orbital) કોણીય વેગમાન ક્વૉન્ટમ – સંખ્યા L = 0, 1, 2… n-1 મૂલ્યો ધરાવે છે. પૉઝિટ્રૉનિયમની n = 1 એટલે કે ધરાવસ્થાનું 1So અને 3S1 એવા બે સ્તરોમાં વિઘટન થાય છે. આ બે સ્તરો વચ્ચે ઊર્જાનો તફાવત નીચેના સમીકરણથી મળે છે :
આ ઊર્જા-વિયોજન(separation)ને પૉઝિટ્રૉનિયમની ધરાવસ્થાની સૂક્ષ્મ સંરચના કહે છે. તેને અનુરૂપ આવૃત્તિનો તફાવત Δv = 2.0337 × 105 MHz મળે છે.
ક્ષય : પૉઝિટ્રૉનિયમ અસ્થાયી પરમાણુ છે. તે ફોટૉનના ઉત્સર્જન સાથે વિલોપન પામે છે. પૉઝિટ્રૉનિયમ પરમાણુ તેની ધરાવસ્થા (1S0) બે ગામા કિરણો (ફોટોન) સાથે ક્ષય પામે છે. પ્રત્યેક ગામા કિરણ અથવા ફોટૉનની ઊર્જા લગભગ 0.510 MeV જેટલી હોય છે અને તેનો ક્ષયદર 8.03 × 109 સેકન્ડ–1 છે. પૉઝિટ્રૉનિયમ પરમાણુ તેની ધરાવસ્થા (3S1)માં ત્રણ ગેમા કિરણો (ફોટૉન) સાથે ક્ષય પામે છે. તેમની કુલ ઊર્જા Zme2 = 1.02 MeV અને ક્ષય-દર 7.21 × 106 સેકન્ડ–1 છે.
આશા પ્ર. પટેલ