Yadrolarning gamma nurlanishi

Paund, Rebka tajribasi. Elektromagnit tо‘lqinning gravitatsion maydonda siljishini aniqlash
Umumiy nisbiylik nazariyasiga kо‘ra gravitatsion maydonda spektral chiziqlarning siljishlarini aniqlash maqsadida 1960 yili Paund va Rebkalar tajriba о‘tkazdilar. Tajribani AKSH Garvard universiteti fizika laboratoriyasining balandligi 21 m bо‘lgan minorasi ichida olib borildi. Bu minora ichida tebranishlardan qutilish va bir jinsli temperatura hosil qilish mumkin bо‘ldi. Tajribada nur dastasi xavo orkali о‘tayotganda zaiflashib qolmasligi uchun atmosfera bosimidagi geliy bilan tо‘ldirilgan, plastmassadan qilingan va diametri 40 sm bо‘lgan silindirik trubadan foydalanildi. Gamma-nurlanishning manbai sifatida temir kristalli bilan bog‘langan ⁵⁷Fe yadrolaridan foydalanil-di. Temir kristalli ⁵⁷Co ni ⁵⁷Fe ga kiritish yо‘li bilan galvaniq usulda tayyorlandi. ⁵⁷Co ning yadrolari K-kamrash yо‘li bilan kо‘zgatilgan ⁵⁷Fe yadrolariga aylanadi va barqaror ⁵⁷Fe bilan birgalikda kristallik pan-jaralarini hosil qiladi. ⁵⁷Fe yadrosidan chiqqan gamma-nurlar balandligi h=21 m bо‘lgan trubadan о‘tib, ⁵⁷Fe ning о‘yg‘onmagan yadrolariga ega bо‘lgan temir kristallaridan iborat yutuvchi moddaga tushadi. Yutilgan gamma-kvantlarning nisbiy soni ssintillyatsion schetchikda qayd qilinadi.
Nisbiylik nazariyasiga kо‘ra E_-energiyali gamma kvantning gravi-tatsion massasi bо‘lib, gamma-kvant gravitatsion maydon kuch chiziqlari bо‘ylab harakat qilganda, masalan yuqoridan pastga tik harakatlanayotgan yorug‘lik nurining energiyasi qiymatga ortib qolishi kerak. Bu yerda g-erkin tushish tezlanishi, N-yorug‘lik kvantining bosib о‘tgan yо‘li.
Yoruglik kvantining chastotasi esa ga ortadi. Agar yorug‘lik kvanti gravitatsion maydonga teskari yо‘nalishda (yuqoriga) harakat qilayotgan bо‘lsa, uning chastotasi, aksincha, yuqoridagi qiymatga kamayadi.
Chastota kamayganda yorug‘lik tо‘lqinining uzunligi ortgani uchun bu hodisa qizil siljish deb nom olgan. Masalan, gamma-foton 1 m masofa о‘tganda energiyasi nisbiy о‘zgarishi

Qizil siljishni о‘lchashga manba va yutgich sifatida ⁵⁷Fe foydalinishgan. Bu izotop uchun energiyaning nisbiy о‘zgarishi . Gamma-kvant 21 m balandlikni о‘tganda energiyasining nisbiy о‘zgarishi 2,5*10^-15 ni tashqil etadi. Bu esa G/E_ qiymatidan taxminan yuz marta kam. Demak, kizil siljishni sezish uchun energiyani 10^-3 G absolyut xatolik yoki G/E_ = 5*10^-16 nisbiy xatolik bilan о‘lchash zarur. Bunday katta aniqlikdagi о‘lchashlarni bajarish uchun yutgich geliy bilan tо‘ldirilgan truba ichiga joylanib, harorat 1⁰K aniqlikda ushlab turiladi. Sistematik xatolardan kutilish uchun manba bilan yutgich о‘rni almashtirib turildi. Qizil siljish natijasida buzilgan rezonans yutilish manba yoki yutgichni 0,75 mkm/s tezlik bilan harakatlantirish xisobiga xosil bо‘lgan Dopler siljish bilan kompensatsiyalanib tiklandi. Kо‘p oylar davom etgan tajriba natijalari asosida qizil siljish uchun qiymat olindi. Bu esa nazariy hisoblashlar nati-jalarini tasdiqladi.