7. Myossbauer effekti

1904 yilda Vud natriy (Na) bulariga sariq to’lqin uzunligidagi nur tushirganda bu bular huddi shunday to’lqin uzunligidagi nurlar chiqarib shuolalana boshlashini aniqladi. Keyinchalik simob (Ng) va boshqa elementlarda ham shunday hodisalar ko’zatildi. Bu hodisa rezonans nurlanish va rezonans yutilish deb atala boshlandi.

Bunda atomlar asosiy xolatdan eng yaqin uyongan holatga o’tganda  chastotaga ega bo’lgan E=  energiyali nurni intensiv yutadi, so’ngra asosiy holatga qaytishda shunday  chastotali nurlarni chiqaradi (14.13- rasm).

Fluoressensiyalanuvchi moddadan o’tgan yorulik, yutilishi tufayli, susayadi. SHu sababli rezonans fluoressensiya o’rniga ko’pincha yorulikning rezonans yutilishi deb aytiladi.

Atom yadrolari atomlarning o’zi kabi diskret energiya sat’lariga ega. Yadro sat’lari orasidagi o’tishlarni  - nurlar hosil qiladi. Atomlarga ko’rinadigan nurlar tushganda hosil bo’ladigan rezonans fluoressensiyaga o’xshash, yadrolarga  - nurlari tushganda ham fluoressensiya bo’liyapti deb o’ylash mumkin. Lekin,  - nurlarda rezonans fluoressensiya hodisasini kuzatishga uzoq vaqt muvaffaq bo’linmadi.

Noaniqlik munosabatlariga asosan yadroning barcha uyongan energetik sat’larining kengligi quyidagi energiya qiymatlariga ega bo’ladi:

t - yadroni uyongan holatda bo’lish vaqti:

t   da W = 0, bu asosiy holatga mos keladi. Yadro uyongan xolatdan asosiy holatga o’tish uchun ketgan vaqtda monoxramatik bo’lmagan  - nurlarini chiqaradi. Bu nomonoxromatiklikni  - nurlanish chizining tabiiy kengligi deb, bunga mos keluvchi E energiyani esa yadro sat’larining tabiiy (G) kengligi deb ataladi (14.13-rasm).

Yadrolar tomonidan  - nurlarining rezonans yutilishi deb shunday  - nurlariga aytiladiki, bu nurlarning  chastotasi, asosiy holat bilan uyongan holatlardan biri orasidagi energiya  ga teng bo’ladi.

Ya’ni, bu rezonansning maonosi shuki, u huddi shunday chastotali  - fotonlar chiziida bo’ladi, bu  fotonlar yadro uyongan holatlardan normal holatga o’tganda sodir bo’ladi.  - nurlarini nurlanish va yutilish jarayonida yadro olgan tepki energiya hisobga olinadi.

Yadro W uyongan holatdan asosiy holatga o’tganda

_nur = W_f = W - W_ya <W,

energiyali  nurlar nurlanadi, bu yerda W_ya - yadro olgan tepki energiya.

Aksincha, yutilishda esa

W_f = _yutil = W + W_ya >W

energiyali  nurlar yutiladi.

Yutilish va nurlanish chiziqlarida chastotalar bir-biriga nisbatan

_yutish - _nur =  ga siljigan bo’ladi. Demak,  kvantning yutilish va nurlanish jarayonida yadro olgan umumiy tepki energiya:  = 2W_ya.

Yadroga beriladigan W_ya tepki energiya foton impulpsi R_f bilan aniqlanadi, bunda yutilish va nurlanish vaqtida yadro R_ya = R_f tepki impulpsni oladi:

bu yerda M_ya – yadro massasi. Masalan iridiy yadrosining W=139 keV holati uchun W_ya = 0,05 eV,  = 0,1 eV bo’lib, sat’ning tabiiy kengligidan ancha katta. SHu sababdan alo’ida yadro uchun rezonans yutilish hodisasi kuzatilmaydi.

Yadro kristall panjarada turganda  - nurlarining yutilishi yoki nurlanishida unga beriladigan tepki energiya keskin kamayadi, chunki bu holda yadro olgan impulps va tepki energiya bitta yadroga emas butun kristall panjaraga beriladi. Kristallning massasi yadro massasidan katta, yutilishda va nurlanishda yo’qoluvchi energiya W_ya juda kichik bo’ladi. Bunday holda  - fotonlarining rezonans yutilishi va nurlanishi kuzatiladi, bu rezonans maolum  chastotaga mos keladi va uning kengligi tabiiy kenglik tartibida bo’ladi.

 - nurlarini (tepki) energiya yo’qotmasdan rezonans nuralanishiga (yutilishiga) Myossbauer effekti deyiladi.