Известные люди

»

Рудольф Мёссбауэр

С 1850-х гг. было известно, что некоторые газы, жидкости и твердые тела (в частности, фтористые соединения) поглощают электромагнитное излучение (обыкновенно явный свет) и тут же снова его излучают (это явление получило наименование флуоресценции). В специальном случае, известном как резонансная флуоресценция, и поглощаемое, и испускаемое излучения обладают одинаковыми энергией, длиной волны и частотой. Важную информацию о строении атомов удалось обрести, используя аналогичное явление флуоресценции рентгеновских лучей, в котором материал, возбужденный поглощением рентгеновских лучей, испускает рентгеновские лучи той же длины волны и частоты. Флуоресценция рентгеновских лучей была обнаружена и измерена между 1915 и 1925 гг. Чарлзом Баркла и Каем Сигбаном.

Флуоресцентное поглощение происходит только в том случае, если энергия возбуждающего фотона (частицы электромагнитного излучения) равна энергии, необходимой для возбуждения атома или его ядра. Однако энергия фотона зависит от движения атома, тот, что его поглощает или испускает: атом и фотон приближаются дружбан к другу энергия возрастает; если же они удаляются приятель от друга энергия уменьшается. Это усложняет картину, ибо само явление излучения или поглощения фотона определяется его движением сравнительно атома.

Процесс испускания или поглощения фотона протекает с сохранением как энергии, так и импульса; другими словами, суммарная энергия и суммарный импульс фотона и атома должны оставаться теми же самыми и до, и затем данного события. Отсюда следует, что, излучая фотон, атом должен проверять отдачу. Энергия эдакий отдачи вычитается из энергии фотона, которая, значит, становится немного меньше той энергии, которой обладал бы фотон, если бы таковой отдачи не было.

Для фотонов видимого света, которые обладают относительно малой энергией и импульсом, эффектом атомной отдачи разрешается пренебречь. В то же время фотоны гамма-лучей обладают энергией, превышающей от 10 тыс. до миллиона раз энергию видимого света, и отдача становится существенной. Когда атомное ядро испускает фотон, появляющееся в результате отдачи движение ядра вызывает заметное уменьшение энергии фотона. В итоге излучаемый фотон обладает не нимало той же самой энергией (или длиной волны, или частотой), что и фотон, тот, что может быть поглощен данной разновидностью ядра. По этой причине резонансная флуоресценция при которой испускаемый и поглощаемый фотоны должны иметь равными энергиями просто у гамма-лучей не наблюдается.

М. нашел метод достигнуть резонансной флуоресценции гамма-лучей. В качестве их источника он использовал атомы радиоактивного изотопа металла иридия. Иридий имеет форму кристаллического твердого тела, так что как излучающие, так и поглощающие атомы занимают фиксированное положение в кристаллах. Охладив кристаллы жидким азотом, он с удивлением обнаружил, что флуоресценция броско увеличилась. Изучая это явление, он установил, что отдельные ядра, испускающие или поглощающие гамма-лучи, передают импульс взаимодействия прямо всему кристаллу. Поскольку кристалл значительно больше массивен, чем ядро, у излучаемых и поглощаемых фотонов частотный сдвиг не наблюдается. Это явление, которое М. назвал упругим ядерным резонансным поглощением гамма-излучения, в настоящий момент носит наименование эффекта Мёссбауэра. Как и каждый результат, возникающий в твердом теле, он зависит от кристаллической структуры вещества, от температуры и более того от присутствия мельчайших примесей. М. показал, что подавление ядерной отдачи с помощью эффекта Мёссбауэра позволяет генерировать гамма-лучи, длина волны которых постоянна с точностью до одной миллиардной (109); другие исследователи улучшили тот самый плод, добившись стабильности с точностью до одной сто триллионной (1014).

Вначале результаты М., опубликованные в 1958 г., либо игнорировались учеными, либо подвергались сомнению. Однако посредством год, признав потенциальную важность эффекта Мёссбауэра, некоторые из них повторили его эксперименты, и результаты подтвердились. Тот факт, что упругое ядерное резонансное поглощение делает возможным измерение весьма малого различия в энергии двух систем (только бы оно было довольно велико, чтобы воспрепятствовать резонансной флуоресценции), приводит к методу, имеющему единый строй важных приложений. Обладая только стабильной длиной волны и частотой, флуоресцентные гамма-лучи используются в качестве только точного инструмента при измерениях гравитационного, электрического и магнитного полей малых частиц.

Одним из первых приложений эффекта Мёссбауэра стала в 1959 г. служба Р.В. Паунда и Г.А. Ребки из Гарвардского университета, которые воспользовались этим эффектом для подтверждения предсказания Альберта Эйнштейна о том, что гравитационное поле способно изменять частоту электромагнитного излучения. Измерение изменения частоты гамма-лучей, вызванного различием гравитационного поля у подножия и вверху 70-футовой башни, всецело подтвердило общую теорию относительности Эйнштейна. Эффект Мёссбауэра позволяет кроме того принять информацию о магнитных и электрических свойствах ядер и окружающих их электронов. Этот результат находит употребление и в таких разнообразных областях, как археология, химический катализ, строение молекул, валентность, физика твердого тела, атомная физика и биологические полимеры.

В 1961 г. М. получил половину Нобелевской премии по физике за изыскание резонансного поглощения гамма-излучения и открытие в этой связи эффекта, носящего его имя. С помощью эффекта Мёссбауэра, сказал Айвар Валлер, член Шведской королевской академии наук, при презентации лауреата, стало быть может исследовать такие важные явления, которые в свое время находились за пределами досягаемости более того для наиболее точных измерений.

М. должен был сделаться полным профессором Мюнхенского технического университета, но, разочаровавшись в бюрократических и авторитарных принципах организационных структур германских университетов, взял в 1960 г. творческий отпуск в Гейдельберге и стал стипендиатом-исследователем в Калифорнийском технологическом институте, а в следующем году стал там профессором. Однако в 1964 г. он вернулся в Германию, где занял пост профессора физического факультета Мюнхенского технического университета, преобразовав его по образцу организационных структур американских университетов. Некоторые ученые в шутку называли это модифицирование в структуре германского академического образования вторым эффектом Мёссбауэра. С 1972 по 1977 г. М. возглавлял Институт Лауэ Ланжевена в Гренобле (Франция).

В 1957 г. М. женился на Элизабет Притц, специалистке по дизайну, у них отпрыск и две дочери. На досуге он играет на пианино, катается на велосипеде и занимается фотографией.

М. является членом Американского, Европейского и Германского физических обществ, Индийской академии наук и Американской академии наук и искусств. Он удостоен почетных докторских степеней Оксфордского, Лейчестерского и Гренобльского университетов. Кроме Нобелевской премии, он получил награду за научные достижения Американской исследовательской корпорации (1960), премию Рентгена Гессенского университета (1961) и медаль Эллиота Крессона Франклиновского института (1961).

Так же читайте биографии известных людей:

Рудольф Абель Rudolf Abel

Рудольф Иванович тогда реально рисковал жизнью, при этом с точки зрения профессиональной держался безупречно. Слова Даллеса, что он хотел бы иметь в..
читать далее →

Рудольф Кирхенштейн Rudolf Kirhenshtein

Кирхенштейн Рудольф Мартынович (07.05.1891, мест. Мазсалаца Лифляндской губернии, ныне Валмиерского района Латвии 25.08.1938). Латыш. Из крестьян...
читать далее →

Рудольф Бангерский Rudolf Bangerskiy

Бангерский (Бангерскис) Рудольф Карлович (21.07.1878-25.02.1958). Латыш, родился в Лифляндской губернии (Латвия), лютеранин. Полковник (12.1916)...
читать далее →

Рудольф Голосов

Рудольф Голосов - Герой Советского Союза, вице-адмирал, кандидат военных наук, профессор, Член-корреспондент РАЕН. Родился 14 ноября 1927 года.
читать далее →

Ваши комментарии

добавить комментарий