Mossbauer اغېز: د کشف او د هغې د اهميت د اغېز

د څه د Mossbauer اغېز په اړه مقاله خبرې. هم دا په ډاګه لکه د هميشه په ذرې د انرژۍ د سوپر کچه او د اټومي هسته، جامد او ډله quasiparticle مفاهیمو.

د رياضي د تفريح

په فزیک يو پرمختګ چې د شلمې پيړۍ په لومړۍ لسيزه کې رامنځته شوه، د پوهانو په ریاضیاتو جدي پوهه غوښتنه وکړه. زياتره موندنې له وتلو شوي دي، نو د خبرو کولو، د قلم په څوکه: په لومړي سر وو تیوریکي محاسبه او بیا په عمل کې وموندل.

د مثال په توګه، د شتون ثقل څپو په 1910 له خوا ائن سټائن وړاندوينه، وکولای شول چې یوازې په 2016 کال experimentally تایید. د دوه neutron ستوري ديونوي دی لړزه فضا چې مکۍ فزیک ونيول او خوا کې د بشریت د علومو د ثقل اندازه د پېر د پرانیستلو ثابت جوړ. حیرانۍ وړ خبره نه جاذبې چې دلته یې یادونه: يعنې د دغه ډول زده کړو له Mossbauer اغېز ارزښت دی. خو دا دی د واکمنۍ په پرتله په استثنا. زياتره وختونه، پوهان او experimenters یو پر بل د ښپو ګام، هغه څيړنه چې د خپل د رياضي Description د اړتيا لوړه ورکړه، او ناوړه پایلې د نوي، تر اوسه ترلاسه dependencies نه د فرضيه شي. Mössbauer اغېز و د دا ډول پدیدو یو. دغه ډول "خوا" پدیده د فرضيه ده او د Max Planck د 1900 په پای کې څرګنده کړه. دا وايي، چې د الکترون او د اټومي nuclei نړۍ، ټول مقدار یوازې discrete ارزښتونه واخلي، چې د ده (quantized). او، په خپل نظر، دا يوازې د رياضي په يو چل، چې محاسبه اسانه کړې وه. تر هغه د خپل ژوند په پای کې د هغه په اند، چې د سوپر، يا د کوچنیوالي څخه د امکان برخه، د مثال په توګه، د سپکو - یوازې د مناسب لاره د تشریح، یوه جدي فزیکي احساس نه انتقالوي.

د سوپر نړۍ

که څه هم، د نورو عالمانو په کې د څه شي د اتومونه د کچې په پیښیږي یو مناسب Description مينه لري، د دې پایلې ته د دې وړتيا ګڼل کېږي او د یو axiom چې هر څه ده (quantized) منل. د هسته شاوخوا الکترون ښايي يوازې په ځينو مدارونو nuclei ځانونه یوازې د مشخصو انرژۍ کچه لري. Skipping therebetween، nuclei ګاما وړانګو تولید کړي. Mossbauer اغېز استدالل کوي چې د عمل باید د بیرته ډول توليد کړي، خو داسې نه کيږي. په عمومي توګه، ټول مقدار چې د nanoworld سلوک تشریح دي quantization موضوع - چې د discrete. خو نه هېر چې د خوځښت چې په macrocosm ده د elementary ذراتو د ډله په کچه د محصول په توګه څرګنده ده چې د بېالبېلو بنسټیزو څه، چې دا مانا لري، چې هغه هم د ده (quantized). نو د علم راپور کې، چې د مشرۍ Maks ګرځولې خپل مشهور فورمول، د h ارزښت، یا لږ اغېز لري په، په یوه نوي عصر پرانستل شو. دا د پېر و د سوپر فزیک. Mossbauer اغیز، تفسیر، چې وروسته له دې پدیدې ورکول، دي شي د د د د د شلمی پیړی د ساینس تر ټولو مهم مرحلې یو.

د Mössbauer اغېز کشف

لکه څنګه مو چې پورته يادونه وشوه، د نظري پايلو سره تجربه لاس په لاس. ځينې عملي پایلو ثابته پر نباتاتو "پر زنګون" او د اوسپنې د موادو څخه راټول لفظي. پوهانو شوي توان نه یوازې د فورمول د ښودلو، خو هم د flask مهر، د بورډ پرې سره فلزي کار کولو او د نصب راټول شي. البته، د لابراتوارونو د مشر يوازې د خپلو څانګو د پايلو لنډيز. که څه هم هر experimenter هم يو انجنير وو، لکه چې د وسایلو د ځانګړو موخو لپاره جوړ شوي دي، او په مستقيمه توګه د څيړنې په بهير. زه نه پرته او د Mossbauer اغېز و. پرانيستل دا به ځای نه شي که د يو مضبوط دوکتورا Rudolf Mossbauer د یخولو واحد د اندازه کولو، د ځای بخارۍ دا ميتود بدلون نه دی، لکه د مطالعاتو د سوپروايزر له خوا مشوره.

د جامدو

د تيوري، چې موږ به په دې برخه کې لوستونکو ته ووايي، دا په لومړي نظر په روښانه ښکاري. خو، لکه څنګه ده مشهور، اسانه تل اریانونکی هڅو السته راوړي. او موږ اوس کولای شي چې په ساده الفاظو ته ووايي چې څه د Dummies Mossbauer اغېز لفظي، يو ځل د ټول لابراتوار کار دي.

د جامدو ده معمولا د يوه شيشيي دولت یو موادو مانا. په دې صورت کې اتومونه nuclei یو سخت دوره lattice جوړ کړي، په داسې حال کې د مختلفو درجو د الکترون خالصه. البته، د فلزي کرستالونو ډېر ځانګړي فلزي بانډ له لارې چې په هسته کې شتون په توګه له عمومي الکترون جلا جوړه کړه. د الکټرون ورېځ خپل خپلواکه قانون خوا کې ژوند کوي، د کریستال lattice سلوک ته پاملرنه، نه ده. د کرستالونو چې نور دوديز ionic او covalent بانډونو وړاندې، د الکترون نور سره له نژدې "خپلې" nuclei تړاو لري. خو هلته وړيا کې يو ګاز یا مایع په پرتله د ګاونډيو غوټو تر منځ د حرکت دي.

د جامدو ټولګه مال نه یوازې د کيمياوي عناصر چې په دوی دي، خو هم د اتومونه خپلوان يو بل ته د انتظام د symmetry. د یو کاربن جوړښت د کلاسيک مثال په تولیدوی نرم graphite، او د نورو - د سخت طبيعي مواد - الماس. نو د تړاو، او د واحد حجره symmetry څه ډول معنی د يو د يو سخت بدن ډېر. د جامدو مال او دا د هغه څه چې د Mossbauer اغېز د افشاء کولو. په يوه جامد د اتومونه د ټولو دي تړلي: ماهيت په لاندې ډول تشریح شوي دي.

ډله quasiparticles

اوس په کافي اندازه لوی دری بعدي lattice تصور. د موډل تر ټولو مناسب مالګې: na او دکلورېن د cubes، یو په بل پسې د څوکې کې موقعيت لري. که څه چاره یو اتوم کشولی او د يوه په کافي اندازه سخت په تړاو د هغه وباسي چې د توازن د عادت ځای مات کړي، مننه، وروسته دا د ګاونډيو اتومونه کش. محاسبه څرګندوی چې د اصلي دريځ د بدلون تر لږه هر د دريم نظم د ګاونډیانو د پام وړ اغېز لري. دا په دې مانا چې که د "غصب" سوديم، ورپسې د هغه د کلورین یو آړۍ د طبقه لاندې کلورین ګاونډي اتومونه، سوديم اتومونه کش. د دې اغېزې شي په ټولو لارښوونو وغځول. دا عموما وايي چې د څلورم-نظم perturbation ګاونډیان دي ټيټه. که څه هم، دوی نه دي صفر.

په پایله کې، که څه چاره "منډې" کریستال قوي (د ساري، تر څو هغه په ليزر یا الکټرون لازیاد واستوي)، د کریستال lattice به "څپو". دغه ډول ډله د غورځنګ په وخت کې کریستال څو ګاونډيو اتومونه وخت واړوي احساس، د ساري په، پورته یا ښکته، phonons په نامه. لوستلای تشریح څه لپاره dummies Mossbauer اغېز، موږ به نه تفصیل ته لاړ او يوازې تاسو ته ووايم چې د phonons شو په توګه د elementary ذراتو چلند وموندل. د مثال په توګه، د دوی د انرژۍ د ده (quantized)، دوی ويولنته تحرک لري او کولای شي له يو بل سره تعامل. په دې ډول، د phonons دي ډله quasiparticles په نامه. د هغوی شمېر او د جامدو بدن د کیفیت د ده یوه جوړښت چې واقع ورکړل. محاسبه کړئ دا کیدای شي، پوهه د واحد حجره اتومونه په اندازه، symmetry او ډولونه. د phonon د پدیده هم د په کریستال lattice د يون تر منځ د اړیکو د اوږدوالی او ډول اغیز وکړي.

بند تيوري

څرنګه چې د جامدو خپلو ټولو الکترون، او د orbitals لنډیز (او له همدې امله د دوی د انرژۍ) هم باید عمومي شي. لومړی، موږ باید په یاد ولرو چې د الکترون د ذراتو د دې ټولګي fermions په نامه سره تړاو لري. Fermi، Dirac او Pauli یوځای موندلي چې په يوه دولت په سيستم يوازې يو ډول د ذراتو کیدای شي،. که موږ ته د مالګي د مثال په توګه بیرته، هر کریستال، چې موږ وشيندي ښوروا يا غوښه، جوړه د سوديم کلورايد او يون اریانونکی اندازه. او هر لري د الکترون، چې د ورته مدارونو د څرخېدلو ورته شمېر. چې څنګه وي؟ يو جامد د حالت څخه راځي په لاندې توګه دي: د هر الکټرون د هسته، له انرژۍ د بل هر الکترون ته د بل ذرې ورته مدار پورې لږ توپیر شاوخوا orbiting د انرژۍ. نو له لاسه: په کریستال خورا ډېره انرژي کچه چې له يو بل سره په کافي اندازه کوچنۍ توپير يو له طبعي سيمه جوړوي موجود دی. د perturbations چې phonons وړه ځکه چې یو اتوم تمرین معرفي ډېر قوي نه دي. ټول موضوع ده په ټولیزه توګه د ټوليز حرکت. له همدې امله، د phonon انرژۍ، د انرژۍ په سيمه کې "منحل" په توګه دا وو. پر بنسټ د دې او د Mossbauer اغېز.

الکترومقناطيسي کچه

د تورن د ذراتو د غورځنګ له خوا د يو الکترومقناطيسي ډګر سره مل وي. دا حقيقت کې اچوي، د مثال په توګه، د ولې یوه سیاره او سپوږمکۍ يې لري پوښتنه، داسې حال کې چې نور - نه. الکترومقناطيسي څپو کولای شي چې د خپل د فریکونسۍ او له همدې امله د انرژۍ له مخې په ټولګيو ويشل. دغه دوه ځانګړتياوي وصل دي او په ويولنته پورې اړه لري. هغه څه چې د Mossbauer اغيز يواځې په لنډه توګه کولای شي، په دې شرط چې د لوستونکي پوهیږي چې الکترومقناطيسي کچه پروت دی ګاما وړانګو. نو، د څپو کچه دابرخه. په نظري محدود خپل ويولنته - اړخونو کایناتو. که څه هم، د دغه ډول وړانګو د انرژي به دومره کوچنۍ چې دا ثبت ناشونی دی وي. په terahertz وړانګو څه لوړ فریکونسي. خو دا دی، او د راډيو څپو کې ډېر ځانګړي شرايط لیدل شوي دي: په یوه مقناطیسي ساحه کې د الکترون inhibition، د polymers flexural vibrations، په جامد excitons د غورځنګ. نور روښانه راتلونکي د الکترومقناطيسي طيف برخه - د اودبې وړانګو. دا د ګرمۍ د فورمې د انرژۍ ته انتقالوی. د سترګو رڼا حتی د لوړو انرژي. چې د طیف چې د انسان سترګه ګوري یوه برخه ده چې ډېر کوچني ټوله کچه په پرتله.

سره رڼا لري ټیټ انرژي، او ارغواني - لوړه. په دې تړاو، چې دا مشهور تناقض: د نور يخې اوبه په نیلي ده اشاره، چې د انرژۍ څخه د سور رڼا چې لوړه ده. وروسته چې د الکترو کچه د ماورای بنفش برخه لا لري په کافي اندازه لوړ فریکونسي ته په يوه جامد ورننوزي. سره له دې چې د خلکو، لکه زموږ په مریخ کې ژوند کوي د نورو مخلوقات، نه د ماورای بنفش رڼا پوهيږي، د مناسب فعالیت د بيولوژيکي موجوداتو لپاره خپل اهمیت ډیر دی. د ماورای بنفش مطالعې اصلي منبع ده لمر. د لوړو انرژي او توان ډېرو موادو نفوذ لري X-ray. د داسې وړانګو منبع ده په الکترومقناطيسي برخو الکترون د deceleration. د الکترون کیدای شي دواړه د محدود، i.e. اتومونه او وړیا پورې اړه لري. د طبي وسایل دي د آزادو الکترون توکي. په پای کې، د سختو او تر ټولو د لنډې څپې ده ګاما وړانګو.

د ایکس وړانګه او ګاما

په فزیک او انجنیري Mossbauer اغېز او د هغې د غوښتنلیک ته اړتیا لري ګاما وړانګو او د ایکس وړانګه تر منځ توپیر. له خوا د انرژۍ د کچې او، سره سم، د ويولنته دوی د تداخل يوه ډېره پراخه کچه دي. دا ده چې، د يو ګاما او ایکس وړانګه سره د 5 picometres یو ويولنته شته. د هغوی د چمتو کولو مختلفو طريقو. لکه څنګه چې پورته تشریح، د ایکس د وړانګو وخت پېښېږي کله چې د الکترون د deceleration. سربیره پردې، په ځينو پروسو (په شمول د اټومي) ورک داخلي مرمۍ له الکټرون په کافي اندازه درنې ذرې، لکه د یورانیمو د. که څه هم، د نورو الکترون ميلان لري ترڅو د هغه ځای ونيسي. دا ډول د انتقال، او شي د ایکس وړانګه يوه سرچينه ده. ګاما وړانګو د هسته په پایله کې له يوې لوړې هیجاني دولت په بهیرکې د. دا د وړانګو د لوړ نفوذ وړتیا لري او د ionizes اتومونه چې په تعامل. پکې کله چې ګاما ray سره د ذرې په هسته کې ترافيکي، هلته باید د بډو د تش په نامه وي. که څه هم، په عمل کې دا بدل کړي چې، د یوې ذرې د سخت بدن پورې په هسته کې د ګاما وړانګو د متقابل عمل، د اغیزو ورک دی. دا ده چې د اضافي انرژۍ د دې حقیقت څرګنده کړه، چې دا له خوا د کریستال برېښنايي Bands "smeared" شوي دي، د يوه phonon جوړولو.

isotopes

Mossbauer اغېز او د هغې د درخواست سره له نږدې یو د حیرانتیا خبره حقیقت سره تړاو: د پدیدې پر ټولو د دوره جدول کيمياوي عناصر عمل نه کوي. سربیره پردې، دا یوازې د ځينو موادو isotopes د پام وړ ده. که لوستونکی دی ناڅاپه هېر څه دراټولنې isotopes. دا ښکاره ده چې د هرې يوې ذرې ده د برقي بې طرفه. دا په دې مانا دي چې د مثبت پروتونه په توګه لکه څنګه چې په الکټرون مرمۍ څومره د هسته. که څه هم، د اصلي هم لري په غاړه پرته neutron، د ذراتو. که تاسو په هسته شمېر بدلون، د برېښنا بې طرفي ده څخه سرغړونه نه کوي، خو د اتوم د مال بدل لږ څه. برسېره پر دې، داسې کېږي چې د دروند isotope اکټیو دی او بلايټ ورستيدو، داسې حال کې چې د عادي خبره ده باثباته. يوڅه د مشخصو عناصرو او د هغوی د isotopes، چې د Mossbauer اغېز له خوا خصوصيات دي يو لست. د ⁵⁷ Fe کشف، د مثال په توګه، په عمومي توګه له خوا د دې پدیدې د باور وړ.

د سوپر اغیزې استعمال

توليداتو تجربه، چې د تاييد له خوا يو يا د مايکروسکوپي نړۍ ته اړونده د نورو فرضيه، دا اسانه ده اکثرا نه. برسېره پر دې، دا روښانه نه ده چې څه ګټه کولای شي د همدې اغېز Mossbauer راولي؟ د دا کارول، که څه هم، په کافی اندازه پراخه ده. د شيشيي مال تحقیق مواد، شکله مړي او هوارولو comminuted پوډر واقع کيږي، په ګډون د دې په موقته پديده له لارې. لکه څنګه چې طب - دا ډول معلومات، او په ډېر نژدې سړی قشرونو کې له عملي برخو (نظري فزیک) په عادلانه لرې ته اړتیا ده. په دې ډول، د Mossbauer اغېز او د هغې د استعمال باید په توګه د نظري کشفولو، چې راوړي د ګټې ډېر، آن په ورځني ژوند یو مثال په پام کې ونیول شي.