В настоящее время известно ок. 300 ядер-

изомеров. Среди них есть ядра, живущие достаточно долго не только с точки зрения

законов микромира, но и по привычным

нам макроскопическим масштабам. Напри-

мер, ядро ниобия-93 в возбужденном сос-

тоянии 93Nb*41 живет в среднем 19.6 лет (период полураспада 13.6 лет), и перехо- дит на основной уровень (стабильное ядро

93Nb41), излучая гамма-кванты (фотоны) с энергией 0.0267 Мэв. Рекордсменом явля-

ется изомер 236Np*93, имеющий период по- лураспада 5000 лет.

Эффект Мессбауэра.

Энергия отдачи ядра при испускании гамма-кванта

При Е = 1 Мэв энергия отдачи ядра с А = 100

равна примерно 5 эв.

Естественная ширина уровня из соотношения неопределенности

5 10 6 эв

Т.к. энергия отдачи ядра равна примерно 5 эв, а естествен- ная ширина уровня 5 10 6 эв, то резонансное поглоще- ние гамма-квантов изолированными ядрами невозмож- но.

Однако при испускании и поглощении гамма-квантов ма- кроскопическими телами – кристаллами – при охлажде- нии источника гамма-квантов и поглотителя до опреде- ленной (Дебаевской) температуры резонансное погло- щение наблюдается. Это явление открыл в 1958 году

немецкий физик Рудольф Мессбауэр ( R.Mossbauer), за что в 1961 году получил нобелевскую премию. В этом

случае импульс отдачи получает не отдельное ядро, а весь кристалл, масса которого на много порядков боль- ше массы отдельного ядра, поэтому гамма-квант излу- чается (и поглощается) без потерь на энергию отдачи.

Гравитационное смещение длины волны.

Опыт Паунда и Ребки (R.V.Pound, G.A.Rebka, 1960)

Фотон имеет нулевую массу покоя, но его релятивистская масса, как и масса любой другой частицы, мо- жет быть вычислена по формуле

m = E/c2,

т.е. фотон с энергией E = h обладает как инертной, так и гравитационной

массой, равной h /c2. Поэтому если фотон движется в поле тяжести вертикально вверх, то он соверша-

ет работу mgH = h gh/c2 за счет из-

менения своей энергии E = h .