Effettu Mössbauer: l 'effettu di a scuperta è u so significatu

L'articulu parra di ciò chì l 'effettu Mössbauer. Also disclosed cuncetti comu livelli value energia in un atomu è un nucleu atomicu, ferma è quasiparticle cullittivu universu.

Fun matimatica

A avanzà in fisica successa in u primu dicenniu di lu XX sèculu, scinziati riclamatu seriu cunniscenze in matematica. Parechje scuperte sò state rinunziatu, tantu à parlà, à a punta di u penna: a prima ch'elli sò create asicutiva e poi trovu in pràtica.

Per esempiu, l 'esistenza di onde gravitazziunali prividiri da Einstein in 1910, era capaci à cunfirmà spirimintarmenti solu in u 2016. U merger di dui stiddi neutron hà creatu u spaziu tremors chi fìsici terrestrial pigliatu è guardò da apertura, u periodu di falza gravitazziunali in la scienza di l 'umanità. Essa stunatu seriu mintuvà quì: à dì di tali studii hè u valore effettu Mössbauer. Ma chistu è l 'eccezzioni piuttostu cà u duminiu. Più à spessu, theorists è experimenters mossa à l'autra tacchi, un studiu, asìstinu à i nicissità di u so discrizzione matimatica, è cunchiusioni incantu diventa u pensà di novu, ùn dependencies ancu ricevutu. effettu Mössbauer hè unu di sti finòmini. Vergogna finominu "spadda" hè u pensà è lu Max Planck palesa à la fini di lu 1900. Si dici ca a lu munnu, di lu littroni e atomicu, tutte e quantità pò piglià solu valori discrete, chì hè quantum. È, in i so parè, era ghjustu un prighjuneru matimatica, unni fatta à calculer fàcili. Sinu à a fine di a so vita ch'ellu hà cridutu chì u quantum, o di u più chjucu parte pussibili di, per esempiu, di luce - solu modu bonu pi discrìviri, ùn purtava una seria u sensu fisicu.

Lu munnu quantisticu

Tuttavia, àutri studiusi interested in una discrizzione prupiziu di ciò chì intravene u scala di atumi, cunzidiratu lu putinziali d 'un tali facennu, e critti ch'era di accurdata chì tuttu hè quantum. A lu littroni intornu à u nucleu pò esse solu u certu urbiti nucleu elli ponu avè solu livelli energia specifichi. Priscilla therebetween, nucleu pruduce raggi gamma francese. effettu Mössbauer sustinìa ca l 'azzione à pruducia un tipu di ritornu, ma chistu nun succedi. In generale, tutte e quantità chì discrive u cumpurtamentu di i nanoworld sò sughjettu à quantization - chì hè discrete. Ma ùn vi scurdate chì u mumentu chì in u Macrocosme hè spressu u prodottu di a ragione di massa di particeddi elementari hè qualcosa funnamintarmenti differente, chi significa ca iddu, troppu, hè quantum. So chì rapportu scentificu in u quali l 'Maks witter dirivatu u so famosu fòrmula chì cuntene i valori di h, o effettu minima, rapiu' na nova èbbica. Chistu fu lu periodu di fisica quantistica. Mössbauer effettu, spiigazione, chì fù dopu datu à stu fenomenu, sò divintatu unu di i più impurtanti Milestones di scienza di u XXu seculu.

A scuperta di l 'effettu Mössbauer

Comu avemu rimarcatu, sopra, u cuegghiè teorichi si a manu in a manu incù u sperimentu. Certi cuegghiè praticu pà u pianti racolta significa "nant'à u ghjinochju" e fora di matiriali meat. Scinziati hannu statu capaci à fà cumparisce micca solu u fòrmula, ma dinù seal & la zucca, fece u bordu à u travagliu cù metallu è incascià a stallazione. Di sicuru, u capu di i laburatorii mischji riassumi solu i risultati di a so wards. Tuttavia, ognunu drug test hè dinù una ncigneri, cum'è i dispusitivi sò fatte per usi specifichi è direttamente in u prucessu di a ricerca. I hè micca eccezzioni è a effettu Mössbauer. Apertura ùn si ferà s'ella un dutturatu fissatu Rudolf Mössbauer micca cambiatu u mètudu di misurari lu unità capelli, invece di scaldà, comu cunsigliatu da u supravisuri, di studii.

masiv

A tiuria, chi noi vi dicu, u lettori in sta rùbbrica, ma mi pari chiaru a primu sguardu. Tuttavia, comu hè ancu cunnisciuta, facile à ritmu sempre sforzi rimarchevuli. E accussì semu avà capaci di dì in e parolle semplice chì l 'effettu Mössbauer di Dummies iniziu, una volta travagliatu u web laburatoriu.

Sutta l 'masiv hè di solitu vulia dì una sustanza in un statu di cristallu. I nuclei di atomi in stu casu, formanu un lattice periodic custumi, mentri l 'elettroni in gradi diversi sistimau. Di sicuru, cristalli di metallu furmata specifica sprimi metalliche attraversu cui lu nucleu asista com'è a siparari di lu littroni generalized. U nuvola Emissio campa da u so drittu indipendente, ùn curava à u cumpurtamentu di i lattice cristallo. U cristalli chi prisentà liami più tradiziunale celu è covalent, l 'elettroni di più vicinu assuciata incù "u so" nucleu. Ma ci sò liberi muvimentu trà nodes vicinu cà in un gasu o liquidu.

proprietà di ghjocu Parchet micca solu l 'elementi chimichi chì sò in li, ma puru l' simmitria di i situazioni di atomi parente à iddi. In u classicu esempiu di una struttura di carbone rende lava Chjara, è l 'altru - u duru matiriali naturali - Diamant. So chi tipu di cunnessione, è micca di u portable unità dì assai à un corpu, rigidu. I proprietà di u monte, è ghjè u disclosure di ciò chì l 'effettu Mössbauer. U so natura, hè spiegata a siguenti: tutte e di l 'atomi in un impurtente sò assuciati.

quasiparticles cullittiva

Avà creda una abbastanza grande lattice tri-tridiminsiunali. Di u mudellu di sali di più adattatu: Na è CL si trovanu in u vertici di i cubi, unu dopu à un altru. Sè pinzari catturà unu atomu è ci tiranu a rumpiri u locu habitual di equilibriu, à ringrazià à una cunnessione abbastanza rigidu, dopu si tirau la atomi vicinu. Calculi mostra chì u cambiamentu in la pusizioni di u Core hà almenu un impattu significativu nant'à i vicini di u terzu ordine. Stu significa ca si l "catturà" in sodium, cu appressu tiratu vicinu gocce chlorine, atomi di sodium cummigliati unu drop outermost di chlorine. L'impattu di stu hè atta à esse si stindia in tutti i sensi. Hè di sòlitu li disse chì u vicinanti perturbation quarta-ordine sò pocu cuntu. Tuttavia, ch'elli ùn sò zeru.

Di cunsiguenza, siddu oi "pichjà" cristal italiana (p.e., à ellu mandà un raggiu di lu laser, o Emissio), u lattice cristal sarà "ondi". Vergogna à u muvimentu cullittivu quandu parechji atomi tele in i cristal passari simultaneously sentu, p.e., su, o falà, chiamatu phonons. Nantu à discriva ciò chì l 'effettu Mössbauer di babbi, noi ùn vai in la scheda e sulu vi dicu chì u phonons statu trovu à cumportanu particeddi cum'è elementari. Per esempiu, a so energia hè quantum, si pussede mumentu lunchizza è sò capaci à intiraggieunu cu iddi. Cusì, u phonons sò chjamati quasiparticles cullittivu. U so numaru, è a qualità di u corpu hè datu una struttura in ch'elli ghjughjenu. Calculari lu pò esse, sapennu la grannizza, aid è tippi di atomi di u portable unità. On a pussibbilità di phonon micca dinù a lunghezza e tipu di liami trà i IONS in u lattice cristallo.

tiuria à ruban

Dapoi masiv riassumi tutti i so elettroni, è u orbitals (è dunqua a so energia) deve dinù esse generalized. Prima, avemu a arricurdari ca lu littroni scrivenu a stu tipu di particeddi chiamatu fermions. Fermi, Dirac e Pauli insieme trovu chi in unu statu pò esse in u sistemu, solu unu tali particella. S'è no vultà à l 'esempiu di sali, ognunu cristallo, chi noi vagna, minestra, o, carne, Lsacia una quantità liccione di IONS sodium, è acid. È ognunu di li hà u listessu numeru di elettroni, chì voglia su urbiti listessi. Comu pò chì esse? A masiv vene fora di u pensamentu cum'è a siguenti manera: u energia di tutti li littroni arbitunu turnu turnu u nucleu, un pocu sfarente di qualunqui avutra elettroni energia appartenini à u listessu lunar d 'un altru atomu. Cusì si pigghiau: in u cristal esisti livelli energia assai assai ca differ da ogni altru abbastanza chjuchi a furmari un spaziu cumpressu. U perturbations chi truvendu phonons picculu perchè unu cateni atomu ùn sò assai forti. Tutti chì chì hè u rimusciu cullittivu cum'è un inseme. Per quessa, u energia phonon, comu si fussi "annu" à u spaziu di energia. Basatu nant'à stu è l 'effettu Mössbauer.

scala erani

U muvimentu di particeddi accusati hè accumpagnata da un campu erani. Stu fattu mette, per esempiu, a quistione di perchè unu pianeta e satelliti li pussedi, mentri autri - micca. onde erani pò divisi in classi, secondu a so 'ultrahigh è dunque energia. Sti dui carattaristichi sò value e dipennunu u lunchizza. Cosa hè l 'effettu Mössbauer pò solu tempu, basta chì u littore capisce induve scala erani hè situatu radiation rayons. So, grapu la scala Corbella. limità asicutiva a so onda - dimensioni universu. Però, l 'energia di tali raghji saria tantu nichi chi hè impussibile à fassi. Nanticchia cchiù frequency nel i raghji terahertz. Però, si tratta, è sò osservatu a onde radiu in cundizioni assai specifichi: francese inhibition di lu littroni in un campu di magnetichi, pivoine flexural di polymers, u muvimentu di excitons in u impurtente. More chjaru dopu parte di u peni erani - i raghji infrarouge. It spustamenti energia in forma di u caldu. Ancu Lingua italiana energia di lume visibili. Chì parti di l 'peni chi l' occhiu umanu vede hè assai nica rispettu a la intera scala.

luci rosse hà l 'energia più bassu, è pùrpura - u più altu. In sta volta, ùn hè cunnisciutu paradossu: l 'acqua di più fretu hè signalatu in blue, quale energia è supiriuri a chidda chi di luci rosse. Dopu chì u parti ul ultraviolet di a scala erani hà digià un ultrahigh abbastanza altu to penetrate in un impurtente. Nunustanti lu fattu ca genti, comu autri castità vivant à a nostra pianeta, nun miludia lume ul ultraviolet, u so impurtanza per u tonu funziunamentu di organism biodiversità hè tamantu. A surghjente principale di studiu ul ultraviolet hè u sole. Insignamentu energia è a capacità to penetrate tanti prudutti hà X-Sud. A surgente di tali raghji hè u Décélération di lu littroni a li campi, erani. A lu littroni ponu esse sia liatu, i.e. scrivenu atomi è senza. U dispusitivi medicale sò dispusizione da lu littroni gratis. Infine, u toughest è u più cortu-onda hè radiation rayons.

X-raggi e gamma francese

effettu Mössbauer è u so sboccu in la fìsica e ingegneria ci vole à distingue trà li raggi gamma francese è X-raggi. Da u livellu di energia è, in pràtica, l 'onda ch'elli sò in un assai larga gamma di suvrapponnu. Chì hè, ci hè una gamma francese è X-raggi cu na lunchizza di 5 picometres. metudi differente di a so preparazione. Comu ci spiega, sopra, u X-raghji succeri quannu lu Décélération di elettroni. Inoltre, in certi prucessi (cumpresi nucleari) sparisci Emissio da u job nternu abbastanza pisanti atomu, cume natural. Tuttavia, lucca elettroni tendini à piglià u so postu. Vergogna transitions, è diventa una surgente di X-raggi. raggi Gamma sò u risultatu di u nucleu transitions da un statu sempri tic. Stu raghji hà una capacità altu argutu è ionizes atomi di cui chièi. Allora quandu i Motta rayons collides incù u nucleu di un atomu, ci vole esse una cusì-chiamatu kickback. Tuttavia, a pratica si ne fora chì l 'azioni di raggi gamma francese cù u nucleu di un atomu appartenini à u corpu, rigidu, u pesu hè mancanti. Stu hè spiegata da u fattu chì 'energia novu, comu lu foru "munciuniatu" by ri ilittronica di i cristallo, criannu una phonon.

Nuclear Medicine

effettu Mössbauer è u so dumanda hè èssiri culligata a l 'unu fattu stupente: u fenomenu ùn agisce nantu à tutte e l' elementi chìmici di u tavulinu periodic. Inoltre, hè impurtante solu per qualchi sustanzi Nuclear Medicine. Sè u lettore hè un trattu scurdati ciò Nuclear Medicine richiamari. Hè cunnisciutu chì ogni datu atomu hè electrically neutrali. Stu significa chi in u nucleu di i forzi pusitivi è assai cum'è in l 'attesa Emissio. Però, lu core cuntene dinù una neutron, particella senza accusa. Sè voi canciari lu numeru in u nucleu, niutralitati Mugheddu ùn hè idee, Ma la prupitati di l 'atomu cambiatu pocu. In agghiunta, lu succedi ca li accumulateur grùassu hè radiuattivu è hè acostumaus a curruzzione, è chì a materia strasurdinariu è arquantu stadda. un calmu lista di elementi cuncreti è u so Nuclear Medicine, chì sò caratterizata da l 'effettu Mössbauer. Dittizzioni di ⁵⁷ Fe, per esempiu, hè generalmente fede da stu fenomenu.

L'usu di effetti quantistica

photos i prudutti, chì hè cunfirmatu da unu o l 'àutru ipotisi riguardanti lu munnu microscopic, hè ùn hè micca aspessu faciuli. In più, hè sapi chiddu benefici pò purtà u listessu effettu Mössbauer? L'usu di lu, parò, hè abbastanza larga. Essais di proprietà di cristallu materiali, amorphous solidi è curry sbuchjata comminuted mangianu, cumpresi Via stu fenominu quantistica. Tali dati sò nicissarii in abbastanza luntanu da u rùbbriche pràtica (fisica), è in assai vicinu 'omu e discipline - comu na bona midicina. Cusì, u effettu Mössbauer è u so usu deve esse cunsideratu cum'è un esempiu di scuperta teorichi, chì parla assai di e prestazione, ancu in la vita bassu.