Mössbauerio reiškinys

Mössbauerio reiškinys (Mèsbauerio reiškinỹs), branduoli gamà rezonánsas, kietojo kūno (kristalo) atomų branduolių gama kvantų spinduliavimas ar sugertis, nekeičianti kūno vidinės energijos (fononai nesužadinami ir nesugeriami). Tokius branduolių kvantinius šuolius atitinka labai siauros gama spinduliuotės spektro emisijos ar sugerties linijos, turinčios natūralųjį plotį Γ = ħ/τ (τ – branduolio sužadintosios būsenos vidutinė gyvavimo trukmė) ir energiją E₀, lygią šuolio energijai. Branduoliui spinduliuojant ar sugeriant gama kvantą, visa sistema (jos sudėtyje yra branduolys) gauna impulsą p = E₀/c. Šį impulsą atitinka energija ΔE = p/2M; čia M – sistemos masė. Dėl atatrankos laisvojo ir surištojo branduolio emisijos ir sugerties linijos nuo E₀ pasislenka į skirtingas puses dydžiu 2ΔE = E₀²/Mc² ir išplinta. Kietajame kūne atatrankos energija dėl atomų tarpusavio sąveikos virsta kristalo gardelės virpesių energija (atsiranda papildomų fononų). Jei atatrankos energija mažesnė už fonono vidutinę energiją, ne kiekvienas gama kvantų sugerties aktas sukuria papildomus fononus. Tokiais befononiais atvejais kristalo vidinė energija nepakinta. Kinetinė energija, kurią gauna visas kristalas priimdamas atatrankos impulsą, labai maža, nes kristalo masė, palyginti su atskiro atomo mase, labai didelė. Tokių procesų tikimybė, kai šuolio energija E₀ ≤ 150 keV, siekia nuo kelių iki keliasdešimties procentų. Energijai didėjant fononų sužadinimo tikimybė atatrankos metu didėja ir Mössbauerio reiškinio tikimybė mažėja. Tirtas 41 cheminio elemento 73 izotopų (pats lengviausias iš jų – ⁴⁰K, pats sunkiausias – ²⁴³Am) Mössbauerio reiškinys. Daugiausia naudojami ⁵⁷Fe ir ¹¹⁹Sn izotopai. Itin mažas rezonansinių gama linijų plotis (10^–10 eV) leidžia Mössbauerio reiškinį panaudoti Mössbauerio spektroskopijoje, kuria tiriami kristalų vidiniai magnetiniai ir elektriniai laukai, atomų elektroninės būsenos, atomų virpesių ypatumai. Mössbauerio reiškinys naudojamas fizikoje, biologijoje, chemijoje, geologijoje ir archeologijoje, technikoje, t. p. menotyroje.

Reiškinį 1958 atrado R. L. Mössbaueris.

406