Файл: Крюкова Л.Н. Сверхтонкие взаимодействия в ядерной физике учеб. пособие для студентов физ. фак.pdf

3s-, its-,

Zp-

и Зе/-

свободиого

ато -

Г

железа

от

расстояния до ядра

х •

і

г

дано

в радиусех

Бора Q • 0,529А) .

-

16

-

f

где

o< • —

-

постоянная тонкой

структуры,

IX

~

главное

квантовое

число.

Косвенное

ваѳинодействнѳ

свнэано о экранировкой внутрен­

них

/ I S -

электронов

валентныші

электронами, находящимися

происходит как бы

"размазывание" волновых функций

f i s

- э л е к т ­

ронов и измеяение плотности

электронного

заряда в месте

р а с ­

положения ядра.

£лектростатичѳско* монопольное взаимодействие может при-

веоти к следующим

эффектам:

I ) изменению

энергии

ядра;

2) и з ­

ностей

процессов, связанных

с взаимодействием

ядра

с э лек т р о ­

нами.

И з о м е р н г й

х и м и ч е с к и й

с д в и г

Информацию

об

энергетических

состояниях

ядер

можно

полу­

чить,

определяя

энергии

f

-лучей

или электронов

конверсии.

Еоли обозначить

через

£ ѵ

энергию

перехода

ядра

из нѳкоторо-

в

го возбужденного

состояния

с

эффективным радиусом

"1^,^

в о с ­

новное

о

радиусом

" І в с

н

,

то в

веществах

с

различной " э л е к т ­

ронной

структурой

(обозначим

их "а" и " в " ) , содержащих данные

ядра,

величина

Е у

может

оказаться

различной.

Разность

энергий

у

-квантов

оогласно

( I I )

и (13)

будет

равна:

W

^ ( < 0 * - < 0 J ) ( M < - W < ) . ( » )

Произведение

( f

^ -

M 0 ) | 6 ' ) ( O w > ' -

< і ж -

/ )

- 18 -

ИДврн

L4

•

р .

І

3

Рио. 3. Схема энерге*ичеоких переходов атома

из

ооновного

соотояння

в

воэоуждѳнкоѳ.

1

-

Основное

состояние

ядра.

Ochodhoo

состояние

электронной

оболочки.

2

-

Основное

состояние

ядра.

Возбужденное

состояние

электронной

оболочки.

3-

Возбузденноо

состоянии

ядра.

Основное

состояние

электронной

оболочки.

4

-

Возбундекное

состояние

ядра.

Возбужденное состояние электронной оболочки.

На основании

закона

сохранения

энергии:

ont

ЛДврн

J u l«дерн

опт

'

'«дерн - KV'«дорм

нлк

KV..

~" ' " 'ядсри

'

"опт

ких и ядерных переходах равны. Известно, Что

д Я \ > о п т

п о

порядку величины

составляют

-»ІО~^ э в .

Следовательно,

отно ­

сительные сдвиги

оптических

переходов

( ^ Ѵ

«» 4 эо)

равны

19

-

Относительные

сдвиги

ядерных

переходов

( Н Ѵ я д е р н *

Ю es) на

несколько

порядков

іівньве:

40

%в

10

Чтобы обнаружить

столь к алые

иаыеневия

в анергиях

гаыыа-жу-

чой,относительная

погрешность

определенна

должна

быть

по

крайней

мере

на

порядок меньше, т . е .

~ Ю - 1

3 . И з в е с т н о »

что такая высокая точность эксперимента стала возможна

только после открытия эффекта Мессбауарѳ.

Значительно

большие

с д в и г и

иабладаются

в

экспериментах

с

-мезоатомами

-

атомами,образуюздыноя при захвате JU-Meao-

нов

ядрами

на

орбиты,

аналогичные

электронным

орбитам.

Вследствие

больиой

массы

-меаояа

по

сравнения

с

массой

электрона

(

m

«£07 m

)

радиусы

этих

орбит

на два

ш>-

рвдка меньше

радиусов

электронных орбит*'

• s

тяжелых

мезо ­

Значительно больная плотность заряда на

ядре, создаваемая

jU -мезонов, приводит

к большему

изомерному сдвигу, чей

в

обычных атомах»

Экспериментальные

значения энергий

'"с

,

Y -лучей

О т

""г

испускаемых

при кулоновском

возбуждении

ja -мезоатомом

о т

(ом.рис.4а)

и обычным

атомом

Sm

,

образующимся

при

рас-

m.

О*

Рис. 4. Образование возбужденного состояния с энергией

от

128

аэв в

ядре

U3

i,2Sm.

' Вспомним .формулу для

радиуса

/<

-орбиты атома: 1 . —

•

Zme