Rieth József: Anyagvilág - Háttéranyag

Mössbauer-effektus

Tartalomjegyzékhez < Világképem <   (Kezdetben..., Hadron-..., Anyag-időszak)     

Az atommagok is összetett rendszerek, protonok és neutronok együtteséből épülnek fel. Az is ismert, hogy az elektronok a maghoz kötöttek. Ezt a kötést módosíthatjuk, ha az elektronokkal energiát közlünk, ekkor ezek magasabb energiaszintre (gerjesztett állapotba) kerülnek. Ez instabil állapot, ezért nem marad fenn sokáig, és az elektron visszatér az alacsonyabb energiájú állapotba (alapállapotba). E visszatéréskor energiát ad le, általában elektromágneses sugárzás (fény, röntgensugárzás) formájában. Az már talán kevésbé ismert, hogy hasonló a helyzet az atommagok esetén is.

Számos atommagot nagy energiájú elektromágneses sugárzással gerjeszthetünk, amelyek azután, például fotonok kibocsátásával, visszatérnek az alapállapotba. Azonban egy ilyen folyamat során teljesülnie kell az energia- és impulzusmegmaradásnak is. Ha ezt egy magában álló atommag esetén figyelembe vesszük (foton-atommag kétrészecske-rendszer), akkor kiderül, hogy az impulzusmegmaradás miatt a visszalökődő mag jelentős energiát visz el. Így a mag a magnívók közötti gerjesztési energiáktól lényegesen eltérő energiájú fotont bocsát ki vagy nyel el.

Rudolf Mössbauer felismerése az volt, hogy ha a mag egy szilárd testben van, akkor létezhet olyan átmenet, amelynél energiaeltolódás nincs. Ilyenkor, szaknyelven, visszalökődésmentes abszorpcióról vagy emisszióról beszélünk. Miért jó ez? Ez lehetővé teszi, hogy a mag energianívói közötti különbségeket nagy pontossággal meg tudjuk mérni. Ezek a különbségek viszont függenek a mag és az azt körülvevő elektronok kölcsönhatásától. Szilárd testekben az elektronfelhő különböző lokális környezetben különböző módon deformálódik (pl. a vas vegyértékállapotától függően a Fe2+ és Fe3+ ionok, vagy az olyan vasatomok, amelyek köbös, illetve aszimmetrikus lokális környezetben helyezkednek el megkülönböztethetőek Mössbauer-effektus segítségével stb.) Ez adja a Mössbauer-effektus széleskörű felhasználhatóságát anyagvizsgálatban.

Tartalomjegyzékhez < Világképem < Kezdetben...     

---------------------

http://www.kfki.hu/fszemle/archivum/fsz0608/mossb10608.html