**Bezodrazová jadrová rezonančná fluorescencia** alebo stručne **Mössbauerov jav** je jav prvýkrát opísaný nemeckým fyzikom Rudolfom Mössbauerom, ktorý bol publikovaný v roku 1958. V tejto práci ukázal, že za určitých podmienok môže byť atóm v kryštále viazaný tak, že jadrový prechod a s ním spojená emisia či absorpcia kvanta gama, môže nastať bez spätného odrazu.

Podmienky vzniku bezodrazovej fluorescencie
-------------------------------------------

Atómy a teda aj atómove jadrá sú v kryštále tuhej látky navzájom silne viazané elastickými väzbovými silami. Pri javoch spojených s jadrovými prechodmi je preto treba brať do úvahy vplyv väzby daného atómu v kryštálovej mriežke.

Označíme energiu väzby (bound) atómu v kryštálovej mriežke Wb a WR kinetickú energiu pohybujúceho sa jadra, ktorú pôvodne nehybné jadro získa v dôsledku spätného odrazu pri vyžiarení/pohltení kvanta γ (pozri Jadrová rezonančná fluorescencia). Pri vyžiarení/pohltení kvanta γ jadrom atómu viazaného v kryštálovej štruktúre tuhej látky môžu z energetického hľadiska nastať dva prípady :

  
**1. WR > Wb**
  
 V tomto prípade nemôže Mössbauerov jav nastať, pretože atóm prijal energiu, ktorá je väčšia ako väzbová energia. To spôsobí, že atóm je vytrhnutý zo svojho uzlového miesta v kryštálovej štruktúre. 

  
**2. WR < Wb**
  
V tomto prípade atóm nebude vyrazený z mriežky, ale vplyvom elastických kryštálových väzieb sa hybnosť, ktorú pri interakcii s elektromagnetickým žiarením prijme jadro od kvanta γ, prenesie na susedné atómy a postupne na celý kryštál. V tomto prípade Mössbauerov jav môže, ale aj nemusí nastať, lebo prenos hybnosti na kryštál sa môže udiať dvoma mechanizmami :
  
a. *Odovzdanie hybnosti kvanta γ je sprevádzané zmenou kmitavého stavu atómových jadier v mriežke*, t. j. dôjde k zmene vnútornej energie kryštálu. Vybudenie kmitov mriežky znamená ohrev kryštálu. Tento mechanizmus neprispieva k Mössbauerovmu javu.
  
b. *Odovzdanie hybnosti absorbovaného kvanta γ kryštálu ako celku bez zmeny jeho vnútornej energie*, t. j. celé teleso sa posunie. V tomto prípade sa uplatní kvantový charakter kryštálovej štruktúry, v dôsledku ktorého nemôžu byť vybudené kmity o ľubovolnej frekvencii (energii). Ak teda má energia spätného odrazu takú hodnotu, že nemôže byť odovzdaná kmitom mriežky, zostáva stav kryštálovej mriežky nezmenený a hybnosť spätného odrazu jadra získa kryštál ako celok. Ale vzhľadom k svojej makroskopickej hmotnosti v porovnaní s hmotnosťou jadra, sa kryštál v dôsledku vyžiarenia kvanta γ takmer nepohne a rýchlosť jeho pohybu získaná spätným odrazom je praktický nulová. 
  
Emisné a absorpčné krivky sa v tomto prípade úplne prekrývajú, čo je situácia zodpovedajúca Mössbauerovmu javu.

Pravdepodobnosť bezodrazového procesu
-------------------------------------

### Mössbauerov-Lambov faktor

**Mössbauerov-Lambov faktor** fML nazývaný aj bezodrazový faktor, udáva pravdepodobnosť procesu bezodrazovej emisie, resp. absorpcie kvánt γ. Bezodrazovosť procesu znamená, že prebieha bez zmeny vnútornej energie systému, v ktorom sa nachádzajú emitujúce/absorbujúce jadrá. Pre bezodrazový faktor fML platí :

{\displaystyle f\_{ML}=exp\left[-4\pi ^{2}{\frac {<x^{2}>}{\lambda ^{2}}}\right]},
kde λ je vlnová dĺžka vyžiareného/absorbovaného kvanta γ a <x2> je stredný kvadrát amplitúdy kmitov jadra v smere šírenia kvanta γ.

### Väzba atómov v kryštálovej mriežke tuhej látky

V tomto modeli započítavame okrem spätného odrazu aj samotný pohyb jadier, ktoré majú v okamihu emisie/absorpcie rýchlosť vT. Správanie sa jadier v kryštálovej mriežke najlepšie opisuje Einsteinov model tuhej látky a Debyeov model tuhej látky. Pre Mössbauerov-Lambov faktor v Debyeovom modeli platí vzťah :

{\displaystyle f\_{ML}=exp\left[{\frac {-3}{4}}{\frac {E\_{0}^{2}}{Mc^{2}k\_{b}T\_{D}}}exp\left[1+4{\frac {T}{T\_{D}}}{\mathcal {D}}\left({\frac {T\_{D}}{T}}\right)\right]\right]},
kde *c* je rýchlosť svetla vo vákuu, *kB* je Boltzmannova konštanta, *TD* je Debyeova teplota a *D* je Debyeova funkcia.

Informácia obsiahnutá v tvare spektrálnych kriviek
--------------------------------------------------

Podstata vyžitia Mössbauerovho javu pri získavaní informácií o vlastnostiach skúmaných materiálov spočíva v zisťovaní vplyvu najbližšieho materiálového okolia na rezonančné atómové jadrá. Tento vplyv je v Mössbauerovom spektre reprezentovaný závislosťou intenzity žiarenia rozptýleného absorbátorom alebo predchádzajúceho cez absorbátor, ktorým je skúmaná vzorka, od vzájomnej rýchlosti žiariča a absorbátora. Mössbauerovo spektrum predstavuje závislosť počtu impulzov reprezentujúcich rozptýlené alebo pohltené kvantá γ zaregistrované v určitom časovom intervale, od relatívnej rýchlosti pohybu absorbátora vzhľadom na zdroj žiarenia γ.

  
Z parametrov opisujúcich spektrum je možné získať požadovanú fyzikálnu informáciu. Medzi základne parametre Mössbauerovho spektra patria :

  
1. šírka a intenzita emisnej/absorpčnej krivky,
  
2. posun absorpčnej krivky,
  
3. hyperjemná štruktúra absorpčnej krivky.

Referencie
----------

1. ↑  PETROVIČ, Pavol. *Mössbauerova spektroskopia I. Základy teórie a experimentu*. Košice : elfa, 2008.