Эффект Мёссбауэра: Резонансное поглощение и испускание гамма-излучения ядрами.
Mössbauer effect
Эффект Мёссбауэра: резонансное поглощение и испускание гамма-излучения ядрами без отдачи. Применение в спектроскопии. Открытие Рудольфа Мёссбауэра (1958).
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Резонансное и безоткатное излучение и поглощение гамма-излучения атомными ядрами.
Resonant and recoil free emission and absorption of gamma radiation by atomic nuclei
Эффект Мёссбауэра, или ядерная резонансная флуоресценция без отдачи, – это физическое явление, открытое Рудольфом Мёссбауэром в 1958 году. Оно заключается в резонансном и безоткатном излучении и поглощении гамма-излучения атомными ядрами, связанными в твердом теле. Основное применение эффекта – спектроскопия Мёссбауэра. В эффекте Мёссбауэра узкий резонанс при ядерном гамма-излучении и поглощении обусловлен тем, что импульс отдачи передается окружающей кристаллической решетке, а не только излучающему или поглощающему ядру. В этом случае гамма-энергия не расходуется на кинетическую энергию отбрасываемых ядер ни на излучающем, ни на поглощающем конце гамма-перехода: излучение и поглощение происходят с одинаковой энергией, что приводит к сильному резонансному поглощению.
The Mössbauer effect, or recoilless nuclear resonance fluorescence, is a physical phenomenon discovered by Rudolf Mössbauer in 1958. It involves the resonant and recoil free emission and absorption of gamma radiation by atomic nuclei bound in a solid. Its main application is in Mössbauer spectroscopy. In the Mössbauer effect, a narrow resonance for nuclear gamma emission and absorption results from the momentum of recoil being delivered to a surrounding crystal lattice rather than to the emitting or absorbing nucleus alone. When this occurs, no gamma energy is lost to the kinetic energy of recoiling nuclei at either the emitting or absorbing end of a gamma transition: emission and absorption occur at the same energy, resulting in strong, resonant absorption.
История
Ранее наблюдалось излучение и поглощение рентгеновских лучей газами, и ожидалось, что аналогичное явление будет обнаружено для гамма-лучей, которые возникают при ядерных переходах (в отличие от рентгеновских лучей, которые обычно возникают при электронных переходах). Однако попытки наблюдать ядерный резонанс, вызванный гамма-лучами в газах, оказались безуспешными из-за потерь энергии на отдачу, препятствующую резонансу (эффект Допплера также уширяет спектр гамма-лучей). Мёссбауэру удалось наблюдать резонанс в ядрах твердого иридия, что поставило вопрос о том, почему гамма-резонанс возможен в твердых телах, но не в газах. Мёссбауэр предположил, что в случае атомов, связанных в твердом теле, при определенных условиях часть ядерных событий может происходить практически без отдачи. Он объяснил наблюдаемый резонанс этой долей ядерных событий, происходящих без отдачи. Эффект Мёссбауэра был одним из последних крупных открытий в физике, которые первоначально были опубликованы на немецком языке. Первыми сообщениями на английском языке стали две серии писем, описывающих независимые повторения эксперимента. Это открытие было отмечено Нобелевской премией по физике в 1961 году совместно с исследованиями Роберта Хофштадтера по рассеянию электронов в атомных ядрах.
The emission and absorption of X rays by gases had been observed previously, and it was expected that a similar phenomenon would be found for gamma rays, which are created by nuclear transitions (as opposed to X rays, which are typically produced by electronic transitions). However, attempts to observe nuclear resonance produced by gamma rays in gases failed due to energy being lost to recoil, preventing resonance (the Doppler effect also broadens the gamma ray spectrum). Mössbauer was able to observe resonance in nuclei of solid iridium, which raised the question of why gamma ray resonance was possible in solids, but not in gases. Mössbauer proposed that, for the case of atoms bound into a solid, under certain circumstances a fraction of the nuclear events could occur essentially without recoil. He attributed the observed resonance to this recoil free fraction of nuclear events. The Mössbauer effect was one of the last major discoveries in physics to be originally reported in the German language. The first reports in English were a pair of letters describing independent repetitions of the experiment. The discovery was rewarded with the Nobel Prize in Physics in 1961 together with Robert Hofstadter's research of electron scattering in atomic nuclei.