Sh. X. Xushmurodov atom yadrosi va zarralar fizikasi

v	••	, .	О	,V
energiya orttirmasi
		Av = — v	energiyasi	hAv ——E			= hvQ—
с			с	с
„ {hvn)~			i	°		( Ю

0. 
   teng boMishi kerak, u holda "vo ~ - 2-
   

2МуУ -	6				с	2M yaJc
Bundan:
	9 _	i	. . in 3	5	14103-310"’вГ —
		h v n	_ 14-10		_______________________1 0 0 £L
			My ^ c 1		5 7 - 9 3 1 - 1 0 V r		~	5

0. 
   sm
   

3.13-rasm.

Rezonans yutilishi boMishi uchun gamma-foton tepki energiyalari tabiiy holat kengligi energiyasidan kichik boMgandagina kuzatiladi Тт< Г. Optik sohada foton energiyasi kichik, shunga ko‘ra, tepki energiyasining ham kich ik boM ganligi sababli rezonans k u zatilav erad i. Lekin yadro nurlanishlarida foton energiyasi yuqori boMganligi uchun tepki energiyasi otrib ketadi, natijada rezonans yutilish ro‘y bermaydi. Masalan, 57Fe uchun yuqorida ko‘rinadiki, /= 6 • 10~9 e V, T.r = 2 • 10 3 eV, y a ’ni tepki energiyasi tabiiy holat energiyasidan bir necha tartib yuqori.

1958-yilda nemis fizigi R.M yossbauer (1929 -yildatug‘ilgan) tepki

e ffe k tin i y o ‘ q o tish uchun		k r is ta lla r g a k iritilg a n			ra d io a k tiv
yadrolarning yem irilishidan		foydalanishni		ta k lif qildi. Bu		holda
ancha past tem peraturalarda		tepkini	butun	kristall qabul		q ilad i.
K ristall	alohida yadro m assalariga		qaraganda favqulodda katta
m assaga	ega boM ganligi sab ab li gam m a			ch iqarish	va y u tilish

jarayonlarida am alda tepkiga energiya sarflanm aydi.
Kristall tem peraturasi qancha past boMsa, foton energiyasi qancha kichik boMsa, tepkisiz rezonans yutilish ehtim olligi shuncha otrib boradi.
Ayrim, m asalan, tem ir kristallida uy tem peraturasida ham tepkisiz rezonans yutilish kuzatilishi mumkin ekan.

M yossbauer effekti energiya o ‘zgarishlariga juda sezgir nisbiy e n e rg iy a o ‘ z g a ris h la rin i 15 — 17 tartib a n iq lik d a o ‘ lch ash

im koniyatini beradi. M yossbauer effektiga ko‘ra, atom qobig‘ idagi o‘zgarishlar tufayli yadroga beradigan eng kichik ta’sirlarni, kristall panjaralardagi bog‘lanishlar o‘zgarishlarini, temperatura va m exanik kuchlanishlarni va h.k. yuqori sezgirlikda aniqlash mumkin, y a ’ni bunday hollarda rezonans yutilish spektri sezilarli siljiyd i.
M yossbauer effekti qator yadrolardagi gam m a-nurlanishning o‘ta-n o z ik tu z ilis h in i te k s h iris h d a , k ris ta lla r d a g i ic h k i m ag n it m aydonning k attalig i, u yg ‘ ongan yadro holatlarining kvadrupol
bogManish qiym atlari va magnit momentlari va h.k. o'rganishda keng qoMlanilmoqda.
3 .11 .1 . M yossbauer effektiga ko‘ra, yadro holatlarining o ‘ta nozik stru k tu rasin i o ‘ rganishda qoMlanilishi
S p e k tra l c h iz iq la r n in g o ‘ ta n o zik a jr a lis h i atom q o b iq elektronlarining ycdro sohasida vujudga keltirgan m agnit m aydoni Ne к 105 Hz bilan yadro m agnit momenti mya ta’sirlashuviga ko ‘ra,
Л £ ~ Мух/Щ~ Ю-7 -lO ^eV boMadi.
Elektron holatlar o‘rtasidagi energiya o‘tish energiyalari Eel& 1 eV boMsa, nozik strukturaga mos keluvchi nisbiy energiya:

Bu energiya ajralish larn i optik spektroskopiya usuli bilan ham o‘ rganish mumkin. Lekin yadro holatlariga mos keluvchi o‘ta nozik

ajralish lar, o‘tish	energiyalarining	(£	= 104 —		105 eV) yuqori
bo‘ lish ligi sababli nisbiy energiya		AE		1СГ7 +1(Г*
		Еум1	Ю4+105
b o ‘ lib , en erg iya	o ‘ z g a ris h la rig a	o ‘ta	se z g ir b o ‘ lgan				u slu b lar
boM ishligini talab	etadi. Bu talabga M yossbauer					usuli		to ‘ la mos
keladi.

57Fe yadrosini ko‘rib ch iqaylik . Yem irilish sxem asi 3 .14-rasm da keltirilgan .
Co

V

/2

0.137		V
		/ 2
-10%
У	У	Уг
0,014	у
0/77777Ш777777777777

3.14-rasm.

Asosiy va birinchi uyg‘ongan holat spinlari 1/2* va 3/2" magnit kvant soniga ko‘ra, asosiy holat m = +1/2; m = -1/2 birinchi uyg‘ongan holati esa to‘rtta +3/2, +1/2, -3/2, -1/2 holatlarga ajraladi (3.15-rasm).

3.15-rasm.

Magnit kvant soni tanlash qoidasiga ko‘ra, ( д m = 0, ± 1), aj ralgan holatlar o‘rtasida oltita o‘tish boMishi kerak. Tajribada o‘tishlarga mos keluvchi Myossbauer yutilish spektri olinadi (3.16-rasm).

W - 1,2 - 1,0 -0.fi -0.Л -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0,fi 1,(1 К .ян s

3.16-rasm.
Olingan tajriba natijalariga ko‘ra, asosiy va uyg‘ongan holatlarga mos keluvchi o‘ta nozik ajralish energiyalari A E lar hamda o‘rtacha elektron magnit maydoni kuchlanganligi H va uyg‘ongan holat magnit momenti /Л lami aniqlash mumkin.

3.12-§. Paund, Rebka tajribasi. Elektromagnit toMqinning gravitastion maydonda siljishini aniqlash

Umumiy nisbiylik nazariyasiga ko‘ra, gravitatsion maydonda spektral chiziqlaming siljishlarini aniqlash maqsadida 1960-yilda Paund va Rebkalar tajrib a o‘ tkazd ilar. T ajribani AQSH G arvard u n iversiteti fizika laboratoriyasining balandligi 21 m boMgan minorasi ichida olib borildi. Bu minora ichida tebranishlardan qutilish va bir jinsli temperatura hosil qilish mumkin bo‘ldi. Tajribada nur dastasi havo orqali o‘tayotganda zaiflashib qolm asligi uchun atm osfera bosim idagi g e liy bilan to ‘ ld irilgan , plastmassadan qilingan va diametri 40 sm boMgan silindrik trubadan foydalanildi. Gamma-nurlanishning manbayi sifatida temir kristalli bilan bogMangan 57Fe yadrolaridan foydalanildi. Temir kristalli 57Co ni 57Fe ga kiritish yoMi bilan galvanik usulda tayyorlandi. 57Co ning yadrolari K-qamrash yoMi bilan qo‘zgatilgan 57Fe yadrolariga aylanadi va barqaror 57Fe bilan birgalikda kristallik panjaralarini hosil qiladi. 57Fe yadrosidan chiqqan gamma-nurlar balandligi h = 21 m boMgan trubadan o‘tib, 57Fe ning uyg‘onmagan yadrolariga ega boMgan temir kristallaridan iborat yutuvchi moddaga tushadi. Yutilgan gamma-kvantlaming nisbiy soni ssintillyatsion schetchikda qayd qilinadi.
Nisbiylik nazariyasiga ko‘ra, Ey energiyali gamma kvantning gravi-
Er
tatsion massasi m = —— boMib, gamma-kvant gravitatsion maydon kuch c~
chiziqlari bo‘ylab harakat qilganda, m asalan, yuqoridan pastga tik
Ey
harakatlanayotgan yorugMik nurining energiyasi AE = mgH = -^-gH
qiymatga ortib qolishi kerak. Bu yerda g - erkin tushish tezlanishi, H - yorugMik kvantining bosib o‘tgan yoMi.
YorugMik kvantining chastotasi esa Av> = gH ga ortadi. Agar

Khc\

yorugMik kvanti gravitatsion maydonga teskari yo‘nalishda (yuqoriga)

harakat qilayotgan bo‘lsa, uning chastotasi, aksincha, yuqoridagi qiymatga kamayadi.
Chastota kamayganda yorug‘lik toMqinining uzunligi ortgani uchun bu hodisa qizil siljish deb nom olgan. Masalan, gamma-foton 1 m masofa o‘tganda energiyasi nisbiy o‘zgarishi

AF	E	„	m
	-tg H		9,81-j 1m
A t _ c -		_ g t i _		s 2	~ j o -16
E	E r	г	9-1016^		~

s~
Qizil siljishni oMchashga manba va yutgich sifatida57Fe foydalinishgan.

E	^ -1 1Q-13	Gamma-
Bu izotop uchun energiyaning nisbiy o‘zgarishi £	~

kvant 21 m balandlikni o‘tganda energiyasining nisbiy o‘zgarishi 2,5><10“15 ni tashkil etadi. Bu esa Г/Еу qiymatidan taxminan yuz marta kam. Demak, qizil siljishni sezish uchun energiyani 10 3 /’absolyut xatolik yoki Г/Еу = 5x1 O'16 nisbiy xatolik bilan o‘lchash zarur. Bunday katta aniqlikdagi o‘lchashlarni bajarish uchun yutgich geliy bilan toMdirilgan truba ichiga joylanib,harorat l°ATaniqlikda ushlabturiladi. Sistematikxatolardan qutilish uchun manba bilan yutgich o‘mi almashtirib turildi. Qizil siljish natijasida buzilgan rezonans yutilish manba yoki yutgichni 0,75 mkm/s tezlik bilan harakatlantirish hisobiga hosil boMgan Dopier siljish bilan kompensatsiyalanib tiklandi. Ko‘p oylar davom etgan tajriba natijalari

asosida qizil siljish uchun A v = (2 ,3 4 ± 0,01)• 1СГ15 qiymat olindi. Bu esa nazariy hisoblashlar natijalarini tasdiqladi.