Formation of the Positronium Antihydride Molecules ($$\bar{\textrm{H}}\textrm{Ps}$$) in Low Energy, 5-Body Collisions of Antihydrogen Ion $$\bar{\textrm{H}}^+$$ with Positronium Atoms Ps

Abstract In this paper we present the first pilot calculation of the elastic and inelastic cross sections for the 5-body scattering of antihydrogen ions with positronium atoms. These cross sections have not been calculated before and are not known experimentally. In particular, we focus on the collisional rearrangement reactions $$\bar{{ \mathrm H}}^+ + \textrm{Ps} \rightarrow {\bar{\textrm{H}}}\textrm{Ps} +{\mathrm{e^+}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mover> <mml:mrow> <mml:mi>H</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mover> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mtext>Ps</mml:mtext> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mover> <mml:mrow> <mml:mtext>H</mml:mtext> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mover> <mml:mtext>Ps</mml:mtext> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:msup> <mml:mi>e</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> which deplete the $$\bar{\textrm{H}}^+$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mover> <mml:mrow> <mml:mtext>H</mml:mtext> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mover> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:math> ions and result in stable atomcules $$\bar{\textrm{H}}\textrm{Ps}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mover> <mml:mrow> <mml:mtext>H</mml:mtext> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mover> <mml:mtext>Ps</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:math> . To better understand the mechanism of this rearrangement, we study the 3-dimensional, angle resolved positron densities of the 3- and 4-body fragments in the initial and final states of the rearrangement collision.