Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.
Скачать (прямая ссылка):
эффекта. Мёссбауэр успешно осуществил эту программу и сообщил о
Рис 115 Геометрия эксперимента.
А - криостат с поглотителем, Q - вращающийся криостат с источником, D -
сцин" тилляционный детектор, М - часть траектории, на которой находится
истолшк при измерениях [Z. Naturforsch., 14а (1939), стр. 215, рис. 2].
результатах в письме в журнал Die Naturwissenschaften, а также в уже
упоминавшейся статье в Zeitschrift fUr Naturforschung. Ее мы цитируем
ниже.
"В настоящей работе на примере 1911г доказано существование узких линий
испускания и поглощения у-излучения. С этой целью мы использовали метод
центрифуги. Источник двигался относительно поглотителя, что благодаря
эффекту Доплера приводило к смещению линии испускания в сторону большей
или меньшей энергии. Это смещение линии испускания устраняло существующее
при покоящемся источнике полное перекрытие линий испускания и поглощения
без отдачи. При этом нарушалось условие резонанса и исчезало сильное
резонансное поглощение на линии без отдачи. Анализ интенсивности у-
излучения с энергией 129 кэВ, проникающего сквозь резонансный (иридиевый)
поглотитель, в зависимости от относительной скорости источника и поглоти-
232
теля в этом случае дает непосредственно ширину линий без отдачи, т. е.
естественную ширину, а тем самым и время жизни уровня с энергией в 129
кэВ в 1911г...
На рис. [11.5] изображена экспериментальная уста-новка. Устройство
криостата было описано ранее. Резонансный поглотитель (иридий) и
поглотитель сравнения
Рлс. 11.6. Зависимость относительной разности интенсивностей (/1г -
/Pt)//Pt излучения после прохождения им платинового и иридиевого
поглотителей от относительной скорости источника и поглотителя.
На верхней горизонтальной шкале показаны соответствующие сдвиги энергий
[Z. Naturforsch., 14а (1959), стр. 215, рис. 3].
(платина) могли поочередно вводиться в пучок излучения. Оба поглотителя и
источник находились при температуре жидкого кислорода. Сцинтилляционный
спектрометр управлялся фоточувствительной ячейкой, так что
регистрировались только кванты, испускаемые источником во время
прохождения им той части траектории, которая выделена на рисунке жирной
линией.
Результаты измерений представлены на рис. [11.6]. Каждая точка в
полученных данных определялась примерно по 10 измерениям интенсивности
излучения за каждым из поглотителей. Полное время измерений ^составило 14
дней. Интенсивность излучения за поглотителем сравнения (платиной) в
пределах точности
233
измерений не зависела от относительной скорости v. Указанные на графике
средние ошибки определялись по разбросу отдельных измерений и всегда
превосходили статистические ошибки... После соответствующей численной
обработки была построена кривая, указанная на рисунке; она отвечает
ширине линии Г = (4,6±0,6) • 10~6 эВ для уровня 1911г с энергией 129
кэВ".
Мёссбауэр рекомендовал разработанный им метод как новый инструмент для
изучения низколежащих возбужденных состояний с очень коротким временем
жизни. По существу, этот метод позволял оценивать и само время жизни
уровня значительно надежнее, чем любой из существовавших ранее методов.
Однако наиболее важной чертой нового метода оказалось то, что условие
резонанса выполняется при покоящихся относительно друг друга источнике и
поглотителе, тогда как перемещение одного из них со сравнительно
умеренной скоростью приводило к изменению энергии, превышающему
естественную ширину линии. Справедливо и обратное: любой внешний эффект,
изменяющий первоначальную энергию, мог быть скомпенсирован при помощи
относительного движения и величина изменения могла быть определена по
значению относительной скорости, требуемой для восстановления условий
резонанса. Именно это обстоятельство способствовало дальнейшему развитию
метода, далеко выходящему за пределы ядерной физики. Приложения эффекта
Мёссбауэра многочисленны, ниже мы остановимся лишь на некоторых из них.
В одном из ранних применений метода сверхтонкая структура ядерного
перехода была использована для определения магнитного момента ядра,
находящегося в возбужденном состоянии. Такая структура возникает
благодаря расщеплению уровня (а также основного состояния) вследствие
взаимодействия магнитного момента ядра с внутренним магнитным полем
кристалла. Картина распределения интенсивности определяется тем,
параллельны или перпендикулярны друг другу намагниченности источника и
поглотителя, а расстояние между линиями - компонентами спектра простым
образом зависит от гиромагнитных отношений двух состояний. При дальнейшем
уточнении эту методику можно ^использовать для измерения связи между
электрическим квадрупольным моментом состояния и градиентом элек-
234
трического поля на ядре, поскольку эта связь сдвигает энергии различных
магнитных подуровней на разную величину и таким образом модифицирует
исходную структуру линии.
Другое применение метода Мёссбауэра в ядерной физике связано с изомерным
