mössbauerspektroskopi

Mössbaurs orginal-oppstilling med det første spektrum

Mössbauerspektroskopien bygger på den effekten Rudolf Mössbauer oppdaget i 1958, og som han fikk Nobelprisen i fysikk for i 1961 - bare tre år senere.

Faktaboks

Også kjent som

møssbauerspektroskopi

Mössbauereffekten

I figuren er vist apparaturen Mössbauer brukte da han oppdaget effekten. I boksen til høyre er en radioaktiv kilde som sender ut gammastråling. Kilden (som inneholder en radioaktiv isotop av iridium: 191Ir) er montert på en platespiller, M, som man kan styre hvor fort roterer. Til venstre står detektoren, D. Selve spektret er vist under. Maksimalt signal fikk han når kilden sto i ro. Men som du ser, avtar signalet om kilden beveget seg noen få cm per sekund. (I de mössbauerapktromterene som ble utviklet senere er platespilleren erstattet med en enhet som svinger frem og tilbake og gir en en dopplereffekt.)

Forklaringen er enkel og ble raskt akseptert, men den overrasket fysikerne den gang Mössbauer publiserte sine første spektra i 1958. Noen hadde lett etter denne effekten i mange år bl. a. den norske fysikeren Anders Storruste (1917-2001) i sitt doktorarbeid i 1951.

Forklaringen følger fra kvantemekanikken. Kilden Mössbauer brukte var i et krystallinsk stoff. og det viste seg å være avgjørende for å få et positivt resultat. Når et gammafoton forlater atomkjernen sparker det i fra. En viss brøkdel sparker i fra uten at atomkjernen rekylerer fordi bevegelsen av atomkjernen i en krystall er kvantisert. Det er det som kalles mössbauereffekten, og det er de rekylfrie fotonene som gir møssbauerspektret.

Et fysikkeksperiment

En annen kjerne som viser mössbauereffekten er en radioaktiv isotop av kobolt: 57Co. Denne radioaktive isotopen går over til en eksitert 57Fe isotop ved utsendelse av et elektron. Denne isotopen sender ut et gammafoton som kan sendes mot en prøve som inneholder 57Fe. Når kilde og prøve er ved forskjellig høyde over jorden er metoden så følsom at den ble brukt av R. V. Pound og hans student til å bevise at den høyeste klokken går langsommere enn den laveste slik det følger fra Einsteins relativitetsteori (se Pound-Rebka eksperimentet).

Mössbauerspektroskopi

Metoden er spesifikk for den isotopen som studeres. Den mest studerte er 57Fe, men også 129I, 119Sn og 121Sb har vært mye studert. Som i NMR-spektroskopi gir spektrene informasjon om kjemisk skift, kvadrupolsplitting og hyperfinsplitting. Som analysemetode har mössbauerspektroskopi blitt brukt til å analysere jern i katalysatorer, meteorer, i prøver fra månen og mars og proteiner og enzymer. Så mössbauerspektroskopi har vært bruk i faststoff-fysikk, kjemi og andre områder av materialvitenskapen.

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg