Rezonáns felszívódását g-sugárzás
Mint már jeleztük, a diszkrét spektrum a g-sugárzás által okozott diszkrét energiaszinteket a atommagok. Azonban, amint következik aránya bizonytalanságok (215,5), az energia a gerjesztett magállapotok veszi belüli értékeket DE »h / dt, ahol Dt - élettartam atommag gerjesztett állapotú. Következésképpen minél kisebb a Dt, annál több energiát bizonytalanság DEvozbuzhdennogo állapotban. DE = 0 csak egy stabil alapállapotú atommagok (Dt® ¥ érte). Bizonytalanság energia kvantum-mechanikai rendszerek (például atomok) diszkrét energiaszintekkel rendelkező, meghatározza a természetes szélessége az energiaszint (T) .Naprimer, amikor az élettartama a gerjesztett állapot 10 -13 s, a természetes szélessége az energia szintje körülbelül 10 -2 eV.
Bizonytalanság energia gerjesztett állapot, okozza a véges élettartama gerjesztett állapotainak a nucleus vezet nonmonochromaticity g-sugarak alatt kibocsátott átmenet nucleus A gerjesztett állapotból a földre. Ez nonmonochromaticity úgynevezett természetes vonalszélesség a g-sugárzás.
Amikor elhaladó g-sugárzás az anyag más, mint a fent leírtakat (lásd. § 259) folyamatok (PhotoEffect, Compton-szórás, a kialakulása egy elektron-pozitron pár termelés) is meg kell jegyezni rezonancia hatásokat elvileg. Ha a mag besugárzására g-sugarak egy energiával egyenlő a különbség az egyik a gerjesztett és alapállapotú energiájának a mag, lehet, hogy egy rezonáns felszívódását g-nzluchennya magok: mag elnyeli g-kvantum azonos frekvenciájú, mint a frekvencia a kibocsátott kernel g-foton az átmenet során nucleus e gerjesztett állapotban a földre.
Megfigyelés rezonancia felszívódását g-sugarak sejtmagok tekinthető hosszú ideig nem lehetséges, mivel az átmenet nucleus A gerjesztett állapotból E energiát vosnovnom (annak energia nullának) kibocsátott g-foton energiával Pl valamivel kisebb, mint az E, köszönhetően a visszarúgás atommagok emissziós folyamat:
ahol ő - a kinetikus energia a visszarúgás sejtmagban. Gerjesztés hatására az atommag és átmenet az alapállapotba gerjesztett energia Eg-foton kell egy energia
ahol Her - visszarúgás energia, ami a G-foton át kell mennie egy abszorbens magot.
Így a maximumai emissziós és abszorpciós vonalakat képest el vannak tolva egymáshoz mennyiségének Her2 (ábra. 344). A törvény lendületmegmaradás, amely szerint meg kell egyeznie, megkapjuk a vizsgált sugárzás és felszívódását g-kvantum hüvelyesek és nucleus
Például, a gerjesztett állapotban az izotóp irídium 191 77 Ir energiája 129 keV és annak élettartama: 10 - 10 másodperc, úgy, hogy a szint szélessége T „4 × 10-5 eV. Az energia visszahatás során kibocsátási ebből szintű szerint (260,1), megközelítőleg egyenlő 5 × 10-2 eV, azaz három nagyságrenddel magasabb, mint a szélessége ... Persze, hogy nem elnyeli a rezonanciát ilyen körülmények között nem lehetséges (megfigyelésére rezonancia abszorpció az abszorpciós vonal egybeessen az emissziós vonal). A kísérletek azt is jelezte, hogy a szabad magok rezonancia abszorpció figyelhető meg.
Resonance felszívódását g sugárzás, elvileg lehet beszerezni, ha az energia veszteség kompenzáció nukleáris visszahatás. Ezt a problémát úgy oldották 1958 R. Mössbauer (Nobel-díj 1961). Kutatta emissziós és abszorpciós a g-sugárzás a magok található, a kristályrácsban, m. E. kötött állapotban (a kísérleteket alacsony hőmérsékleten). Ebben az esetben, a lendület és az energia a hatás nem továbbított egy atommag kibocsátó (elnyelő) g-kvantumforrás egész kristályrács egészére. Mivel a kristálynak egy sokkal nagyobb tömegű, mint a tömeg egy egymagos, képlet szerinti (260,1), hogy visszatérjen az energiaveszteség válik elenyészően kicsi. Ezért az emissziós és abszorpciós g-sugárzás fordulhat elő kevés vagy nincs energiaveszteség (ideális rugalmasan).
elasztikus jelenség kibocsátási (abszorpciós) g QUANTA által atommagok kötve egy szilárd, nem kíséri a változás a belső energia a test nevezzük Mössbauer hatást. Amikor alatt vizsgáltuk az abszorpciós és emissziós vonalak g sugárzás lényegében egybeesnek, és van egy nagyon kis szélessége egyenlő a természetes szélessége G. Mössbauer hatást fedezték mély hűtött 191 77 Ir (csökkenő rezgések „befagyasztott” rács hőmérséklet) és vpos képpen alatt detektált 20 stabil izotópok (például, 57 Fe, 67 Zn).
Mössbauer felfegyverkezve kísérleti fizika egy új módszer a mérési pontosság soha nem látott. Mössbauer hatása lehetővé teszi, hogy mérjük az energia (frekvencia) sugárzás relatív pontosság D / E = 10-15 ¸10 -17. Ezért, sok területen a tudomány és a technológia szolgálja a legfinomabb „szerszám” a különféle méréseket. Most meg lehet mérni a finom részleteket G vonalak, a belső mágneses és elektromos mezők a szilárd anyagok és a t. D.
Külső hatás révén (például, a Zeeman felosztása a nukleáris szintek, vagy a fotonenergia az offset mozgást a gravitációs mezőben) vezethet egy nagyon kis elmozdulás vagy abszorpció vonal vagy a emissziós vonal, más szóval, vezethet a gyengülő vagy eltűnését a Mössbauer hatást. Ezt ellensúlyozza azt a következtetést lehet rögzíteni. Ehhez hasonlóan in vitro megfigyelhető volt (i960) szuperfinom hatása, mint a „gravitációs vörös eltolódás” megjósolt Einstein általános relativitáselmélet.