Эффект Мессбауэра

Эффектом Мессбауэра называется резонансное поглощение g-квантов ядрами без передачи им энергии отдачи.

Испущенный ядром γ-квант уносит не всю энергию Е возбуждения ядра, так как часть этой энергии Т _яд расходуется на отдачу ядру, испустившего γ-квант:

(3.6.12)

Для возбуждения ядра до энергии Е нужно поглотить g-квант с энергией

,

(3.6.13)

так как согласно закону сохранения импульса часть энергия g-кванта превращается в кинетическую энергию движения ядра. В результате энергии испущенного и поглощенного g-квантов не совпадают на величину 2 Т _яд.

Условие резонансного поглощения может быть записано следующим образом:

где

– т.н. естественная ширина линии, определяемая из соотношения неопределнностей (1.7.1). Чем меньше среднее время τ жизни ядра в данном возбужденном состоянии, тем больше неопределенность в значении энергии возбужденного состояния, тем более вероятно выполнение условия (3.6.15).

Иными словами, испущенный ядром γ-квант не может поглотиться ядром того же типа, что исключает возможность ядерной резонансной флуоресценции для свободных атомов.

Схема опыта по обнаружению резонансного поглощения γ-квантов следующая. Источник g-излучения, поглотитель (содержит те же ядра, что и источник) и детектор γ-излучения располагаются на одной линии. Для обнаружения эффекта изменения поглощения оказывается достаточным перемещение источника и поглотителя относительно друг друга со скоростью в несколько мм/с.

Высокая точность измерения энергии g-квантов, присущая эффекту Мессбауэра, обеспечивает высокое разрешение спектральных исследований g-излучения.

Билет 12