După cum sa indicat deja, spectrul discret al g radiatii cauzate de nivelurile de energie discrete ale nucleelor atomice. Cu toate acestea, după cum rezultă din raportul dintre incertitudinile (215,5), energia stărilor nucleare excitate ia valori în DE »h / Dt, unde Dt - durata de viata a unui nucleu într-o stare excitată. Prin urmare, este mai mic Dt, starea de mai multă energie incertitudine DEvozbuzhdennogo. DE = 0 numai pentru o stare stabilă la sol de nuclee (Dt® ¥ pentru aceasta). sisteme cuantice de energie Incertitudine (de exemplu atomi) având nivele de energie discrete, determină lățimea naturală a nivelului de energie (T) .Naprimer, atunci când durata de viață a stării excitat de 10 -13 s, lățimea naturală a nivelului de energie de aproximativ 10 -2 eV.
stare excitată energie incertitudine, determină durata finită a starilor excitate ale nucleului duce la nonmonochromaticity g raze emise în timpul nucleului de tranziție de la starea excitată la sol. Acest nonmonochromaticity numit largimea de linie naturală g-radiații.
La trecerea g radiație în altele decât cele descrise mai sus substanță (vezi. § 259) procese (PhotoEffect, Compton, formarea unei producții perechi electron-pozitron) ar trebui să fie, de asemenea, efecte de rezonanță observate în principiu. Dacă miezul a iradia g raze cu o energie egală cu diferența dintre energia de excitare și la sol a nucleului, acesta poate avea o absorbție de rezonanță miezuri g-nzluchennya: miez absoarbe g cuantă de aceeași frecvență ca și frecvența nucleu emis g-foton în timpul tranziției nucleul acestui stat excitat la sol.
Observarea absorbției de rezonanță g raze nuclee considerate pentru o lungă perioadă de timp nu este posibil, deoarece nucleul de tranziție de la excitat starea de energie E vosnovnom (energia sa se presupune a fi zero) emisă de g-foton are energie Eg puțin mai mică decât E, datorită nucleelor replieze proces de emisie:
în cazul în care ei - energia cinetică a nucleului recul. La excitație a nucleului și tranziția de la starea de sol la excitat cu energie De exemplu fotoni trebuie să aibă o energie
unde ei - energia de recul, care este g-foton trebuie să treacă un miez absorbant.
Astfel, maximele liniilor de emisie și de absorbție sunt deplasate una în raport cu cealaltă prin cantitatea de Her 2 (Fig. 344). Folosind legea conservării impulsului, potrivit căruia ar trebui să fie egale, obținem în radiația considerată și absorbția-g cuantice impulsuri și nucleu
De exemplu, starea excitată a iridiul izotop 191 77 Ir are o energie 129 keV și durata sa de aproximativ 10 - 10 secunde, astfel încât lățimea nivelului T „4 × 10-5 eV. Energia reculului în timpul emisiei de la acest nivel, potrivit (260,1), este aproximativ egală cu 5 x 10-2 eV, adică trei ordine de mărime mai mare decât lățimea nivelului ... Desigur, că nici o absorbție de rezonanță în aceste condiții nu este posibilă (pentru observarea absorbției de rezonanță, linia de absorbție trebuie să coincidă cu linia de emisie). Din experimentele au indicat, de asemenea, că la absorbția de rezonanță nuclei liberă se observă.
absorbția Rezonanța g radiație, în principiu, poate fi obținută numai în cazul în care pierderea de energie recul compensare nucleară. Această problemă a fost rezolvată în 1958 de către R. Mössbauer (Premiul Nobel 1961). El a cercetat emisia și absorbția g radiație în nucleele situate în rețeaua cristalină, m. E. În starea legată (experimentele au fost efectuate la o temperatură scăzută). În acest caz, impulsul și energia impactului nu este transmis la un nucleu care emite (absorbant) g-cuantic bine peste rețeaua cristalină ca întreg. Deoarece cristalul are o greutate mult mai mare decât greutatea unui singur nucleu, în conformitate cu formula (260.1) pentru a reveni pierderea de energie devine vanishingly mică. Prin urmare, emisia și absorbția g radiație apar cu pierderi de energie mică sau deloc (ideale elastic).
emisie fenomen elastic (absorbție) g cuante de nuclee legați într-un solid, nu este însoțită de o schimbare în energia internă a corpului este numit efectul Mossbauer. Atunci când se examinează sub liniile de absorbție și emisie ale g radiație coincid în mod substanțial și au o lățime foarte mică egală cu lățimea naturală efectul G. Mossbauer a fost descoperit în adânc răcite 191 77 Ir (cu scăderea oscilații de temperatură cu zăbrele „înghețate“) și vpos detectate quently peste 20 izotopi stabili (de exemplu, 57 Fe, 67 Zn).
Mossbauer armat fizica experimentală o nouă metodă de măsurare de precizie văzut niciodată înainte. efect Mössbauer permite măsurarea energiei (frecvență) radiație cu precizie relativă D / E = 10 - 15 ¸10 -17. Prin urmare, în multe domenii ale științei și tehnologiei poate servi cel mai bun „instrument“ de diferite tipuri de măsurători. Acum este posibil să se măsoare liniile subtile detalii g, câmpurile magnetice și electrice interne în solide și t. D.
Acțiunea externă (de exemplu, scindarea Zeeman a nivelurilor nucleare sau energia fotonilor la mișcarea de compensare în câmpul gravitațional) poate duce la o foarte mică deplasare sau absorbție liniei sau linia de emisie, cu alte cuvinte, să conducă la slăbirea sau dispariția efectului Mossbauer. Această compensare, prin urmare, acesta poate fi înregistrat. De asemenea, in vitro, a fost observată (I960) efectul superfine, cum ar fi „schimbare roșu gravitațională“ a prezis teoria generală a relativității a lui Einstein.