Эффект Мессбауэра
_{Moessbauer's effect}

    Резонансное поглощение фотонами от источника из того же вещества может иметь место только в том случае, когда энергия отдачи ядра R меньше ширины ядерного уровня Г. Мессбауэр исследуя явление резонансного поглощения гамма-квантов понизил температуру источника и обнаружил, что число поглощенных фотонов существенно увеличилось, то есть наблюдалось резонансное поглощение гамма-квантов. Качественно это можно объяснить тем, что в этом случае импульс отдачи получало не отдельное ядро, а весь кристалл, в котором находились ядра, испускающие -кванты. При переходе от свободных атомов к атомам связанных в кристаллической решетке ситуация меняется. С уменьшением температуры источника увеличивается относительное число ядерных переходов с передачей импульса отдачи всему кристаллу. Условия для этого тем благоприятнее, чем ниже температура кристалла и энергия перехода
    Отмеченное явление, получившее название эффекта Мессбауэра, сразу же было применено для измерения ширины уровней. Чтобы наблюдать резонансное поглощение мишенью из ⁵⁷Fе -квантов, испускаемых источником из ⁵⁷Fе, нужно скомпенсировать энергию отдачи ядра, которая в сумме составляет 2T_R. Если пренебречь естественной шириной уровня, то энергия испускаемых фотонов равна E_γ = Е - T_R, тогда как для того, чтобы наблюдался резонанс, они должны иметь энергию E_γ = Е + T_R. Один из способов такой компенсации состоит в том, что рассматриваемый радиоактивный источник закрепляют на движущемся устройстве и подбирают скорость так, чтобы разница 2T_R компенсировалась за счет эффекта Доплера. Для этого достаточно укрепить исследуемый источник на подвижной каретке и изменять ее скорость v так, чтобы за счет эффекта Доплера сдинуть линию резонансного поглощения в нужную сторону. Между детектором и источником помещают поглотитель того же изотопического состава, что и источник. В отсутствие отдачи резонансное поглощение должно происходить при v = 0. В этом случае число фотонов, регистрируемое детектором, будет минимально, так как фотоны, претерпевшие резонансное поглощение в поглотителе, затем повторно испускаются в разных направлениях и выбывают из прошедшего пучка. При изменении скорости v изменяется доплеровское смещение линии испускания относительно линии поглощения и в результате записывается контур линии, как показано на рис. Ширина ядерных уровней столь мала, что источник нужно перемещать со скоростью, составляющей всего лишь десятые доли сантиметра в секунду.
    Получены мессбауэровские источники с рекордно низким отношением ширины спектральной линии Г к энергии γ-перехода Е_γ Г/Е_γ ~10^-17–10^-18. Наиболее важные практические применения мессбауэровской спектроскопии связаны с исследованиями в области физики твёрдого тела (распределение электрических и магнитных полей в кристаллической решётке, радиационных повреждений кристаллов, дефектов кристаллической решётки и др.), измерение гравитационного красного смещения в земных условиях и др.

См. также

• Эффект Мессбауэра
• МЁССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ
• Ядерная физика и естествознание
• Гамма-излучение ядер
• Радиоактивность
• Атомные ядра. Радиоактивность