Юный техник 1965-10, страница 15

Рис. 2.

унес некоторый импульс (количество движения). Ядро, следовательно, должно получить импульс отдачи, подобно выстрелившей пушке (рис. 2). Этого требует основное положение физики — занон сохранения количества движения. Таким образом, не всю энергию возбужденного ядра унес нвант, а лишь часть. Оттого частота его будет меньше резонансной — ведь энергия кванта определяется только частотой.

Так как же все-тани соблюсти условия резонанса? Надо, очевидно компенсировать отдачу или по крайней мере уменьшить ее. Казалось бы, это разгадка. Оставалось только поставить эксперимент. Ученые испробовали немало способов, чтобы добиться удачи. Одна из этих попыток изображена на схеме (рис. 3). Как видите, экспериментаторы пытались разогнать источник излучения до высоких скоростей, поместив его на вращающийся диск. Однако и эта, как многие другие попытки, не увенчалась успехом

А решение проблемы на самом деле оказалось очень простым. Дело в том, что энергия отдачи тем больше, чем меньше масса тела, воспринимающая ее. И наоборот. Вот если бы утяжелить ядро! Выяснили, что утяжелить можно, надо только «привязать» его к другим ядрам — впаять в кристаллическую решетку (рис. 4). Тогда отдачу будет воспринимать весь кристалл. Он содержит такое громадное число атомов, что массу его по сравнению с массой одного ядра можно считать бесконечно большой. Таним способом Мессбауэр и сумел обнаружить ядерную резонансную флуоресценцию. За это открытие он был удостоен в 1960 году Нобелевской премии.

Как же практически он осуществил свой эксперимент? Схему опыта вы видите на рисунке 5. Источник гамма-квантов (радиоактивные изотопы, помещенные в кристалл) и поглотитель (обычное, нерадиоактивное вещество, состоящее из соответствующих ядер) он расположил на некотором расстоянии друг от друга — тан, что квант, излученный ядрами источника, попадал на поглотитель.

За поглотителем поместил регистрирующее устройство. Если условия резонанса выполнялись, гамма-квант поглощался, если нет — проходил через поглотитель и регистрировался.

Рис. 3.

♦ '

Но чтобы заметить резонанс, надо было, как это ни странно, суметь вывести систему из резонанса. Определить, кванты какой частоты поглощаются лучше и хуже. Двигая поглотитель относительно источника, Мессбауэр изменял частоту квантов (эффект Допплера). И по интенсивности излучения, проходящего через поглотитель, построил график зависимости этой интенсивности от скорости движения источника, или, что то же самое, от энергии гамма-квантов.

Кривая этого графика в конечном счете — жемчужина открытия. Она получается различного вида. По характеру этой кривой можно судить о том, каковы электромагнитные поля внутри вещества, в которое помещен источник или поглотитель. Это весьма важно для современной физики и техники. Новый метод позволит лучше понять строение кристаллов, его с успехом взяли на вооружение исследователи твердого тела. Характер этой кривой зависит и

Рис. 4.