เอฟเฟ็กต์Mössbauerหรือที่เรียกว่าการดูดกลืนด้วยเรโซแนนซ์แกมม่าเรโซแนนซ์แบบไม่หดตัวกระบวนการนิวเคลียร์ช่วยให้การดูดซับด้วยเรโซแนนซ์ของรังสีแกมม่า มันทำไปได้โดยการยึดนิวเคลียสของอะตอมไว้ในโครงตาข่ายของของแข็งเพื่อไม่ให้สูญเสียพลังงานในการหดตัวระหว่างการปล่อยและการดูดซับรังสี กระบวนการนี้ถูกค้นพบโดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Rudolf L. Mössbauerในปี 1957 ถือเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์สำหรับการศึกษาปรากฏการณ์ทางวิทยาศาสตร์ที่หลากหลาย
เพื่อให้เข้าใจพื้นฐานของผลกระทบMössbauerจำเป็นต้องเข้าใจหลักการพื้นฐานหลายประการ ครั้งแรกของเหล่านี้คือการเปลี่ยนแปลง Doppler เมื่อหัวรถจักรนกหวีดความถี่หรือระดับเสียงของคลื่นเสียงเพิ่มขึ้นในขณะที่นกหวีดกำลังเข้าใกล้ผู้ฟังและลดลงเมื่อเสียงนกหวีดดังขึ้น สูตร Doppler เป็นการแสดงออกถึงการเปลี่ยนแปลงนี้หรือเปลี่ยนความถี่ของคลื่นเป็นฟังก์ชันเชิงเส้นของความเร็วของหัวรถจักร ในทำนองเดียวกันเมื่อนิวเคลียสของอะตอมแผ่พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าในรูปแบบของแพ็คเก็ตคลื่นที่รู้จักกันในชื่อโฟตอนของรังสีแกมมามันก็จะถูกเปลี่ยนเป็นดอปเปลอร์ การเปลี่ยนแปลงความถี่ซึ่งถูกมองว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงพลังงานขึ้นอยู่กับความเร็วของนิวเคลียสที่เคลื่อนที่ด้วยความเคารพต่อผู้สังเกตการณ์
แนวคิดที่สองคือการหดตัวของนิวเคลียร์อาจแสดงให้เห็นพฤติกรรมของปืนไรเฟิล หากถูกยึดไว้อย่างหลวม ๆ ระหว่างการยิงการหดตัวของมันหรือ "เตะ" จะรุนแรง หากยึดติดไว้กับไหล่ของนักแม่นปืนแรงถีบกลับจะลดลงอย่างมาก ความแตกต่างในสองสถานการณ์เป็นผลมาจากความจริงที่ว่าโมเมนตัม (ผลิตภัณฑ์ของมวลและความเร็ว) ได้รับการอนุรักษ์: โมเมนตัมของระบบที่ยิงกระสุนปืนจะต้องอยู่ในทิศทางตรงกันข้ามและเท่ากับกระสุนปืน ด้วยการสนับสนุนปืนไรเฟิลอย่างมั่นคงนักแม่นปืนจะรวมร่างของเขาด้วยมวลที่มากขึ้นซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบการยิงและความเร็วด้านหลังของระบบจะลดลงตามลำดับ นิวเคลียสของอะตอมอยู่ภายใต้กฎหมายเดียวกัน เมื่อรังสีถูกปล่อยออกมาในรูปของรังสีแกมม่าอะตอมที่มีนิวเคลียสจะมีประสบการณ์หดตัวเนื่องจากโมเมนตัมของรังสีแกมมา การหดตัวคล้ายกันเกิดขึ้นระหว่างการดูดกลืนรังสีโดยนิวเคลียส
ในที่สุดมันก็จำเป็นที่จะต้องเข้าใจหลักการที่ควบคุมการดูดซับของรังสีแกมมาโดยนิวเคลียส นิวเคลียสสามารถมีอยู่ได้ในบางสถานะพลังงานแน่นอน สำหรับรังสีแกมม่าที่ถูกดูดซับพลังงานนั้นจะต้องเท่ากับความแตกต่างระหว่างสองสถานะนี้ การดูดซับเช่นนี้เรียกว่าการดูดกลืนด้วยคลื่น รังสีแกมม่าที่ถูกขับออกจากนิวเคลียสในอะตอมอิสระไม่สามารถถูกดูดซึมโดยนิวเคลียสที่คล้ายกันในอะตอมอื่นได้เนื่องจากพลังงานของมันมีพลังงานน้อยกว่าพลังงานเรโซแนนซ์ในปริมาณเท่ากับพลังงานจลน์ที่ให้แก่นิวเคลียสแหล่งกำเนิด
หลักการใช้งาน
โดยการฝังนิวเคลียสชนิดเดียวกันในสองของแข็งพวกมันจะอยู่ในสถานะของแข็งหรืออยู่ในสถานะที่น่าตื่นเต้นและในสถานะอื่นที่อยู่ในสถานะดูดซับหรือพื้นดินก็เป็นไปได้ที่จะใช้รังสีแกมมาจากของแข็งแรกสำหรับการดูดซับเสียงก้อง ที่สอง. วิธีการนี้มีความไวมากถ้าหากของแข็งเคลื่อนที่เทียบกับอีกอันด้วยความเร็วที่มีขนาดเล็กเพียง 10 เซนติเมตรต่อวินาทีเสียงสะท้อนจะถูกทำลายโดย Doppler shift ในพลังงานรังสีแกมม่า ในความเป็นจริงนี้ประโยชน์ของผลMössbauerอยู่เป็นเครื่องมือของฟิสิกส์ทดลอง หากสถานะพลังงานของการแผ่รังสีหรือการดูดซับนิวเคลียสถูกรบกวนจากผลกระทบภายนอกใด ๆ การดูดกลืนด้วยคลื่นเสียงก็จะเป็นโมฆะเช่นกัน จากนั้นด้วยการเปลี่ยนแปลงความเร็วสัมพัทธ์ของการแผ่รังสีและการดูดซับของแข็งจนกระทั่งการดูดซับเสียงสะท้อนถูกสร้างขึ้นใหม่จะสามารถกำหนดขนาดที่แม่นยำของเอฟเฟกต์การรบกวนได้
อุปกรณ์
มักพบผลกระทบMössbauerโดยการวัดการส่งผ่านของรังสีแกมมาจากแหล่งกัมมันตภาพรังสีผ่านตัวดูดซับที่มีไอโซโทปเดียวกันในสภาพพื้นดิน อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับการทดลองนี้เรียกว่าMössbauer effect Doppler-velocity Spectrometer เพราะมันใช้ Doppler shift เพื่อสแกนพื้นที่ของพลังงานในบริเวณใกล้เคียงกับพลังงานของรังสีแกมมา สเปกโตรมิเตอร์ที่ใช้แนวคิดนี้จะแสดงแผนผังในรูปที่ 1 แหล่งกัมมันตรังสีติดตั้งอยู่บนตัวแปลงสัญญาณเครื่องกลไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่กำหนดไว้อย่างดี โดยทั่วไปจำเป็นต้องมีความเร็วไม่กี่เซนติเมตรต่อวินาที พลังงานของรังสีแกมม่าที่ปล่อยออกมาจะเปลี่ยนไปเนื่องจากเอฟเฟกต์ Doppler โดยปริมาณตามสัดส่วนกับความเร็ว ในตัวอย่างนี้นิวเคลียสของแหล่งกัมมันตภาพรังสีและตัวดูดซับเสียงสะท้อนนั้นเหมือนกันโดยไม่ถูกรบกวนจากสนามนอก รังสีแกมมาผ่านตัวดูดซับที่มีไอโซโทปเรโซแนนท์และถูกตรวจพบโดยตัวนับสัดส่วน รังสีแกมมาที่ตรวจพบต่อวินาทีถูกพล็อตเป็นฟังก์ชั่นของความเร็ว Doppler ส่งผลให้สเปกตรัมการดูดกลืนเอฟเฟกต์Mössbauerดังที่แสดงในรูปที่ 2 อัตราการนับที่ลดลงในใจกลางเกิดจากการดูดกลืนด้วยคลื่น ที่ความเร็วเชิงบวกหรือเชิงลบการดูดซับเสียงพ้องถูกทำลายโดยกะดอปเลอร์
