静态穆斯堡尔方案:探讨引力波探测的新途径
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摘要: 穆斯堡尔效应指的是原子核跃迁中光子相对于原子核产生无反冲的发射和吸收。当原子核受到晶格的紧密束缚时,光子的发射和吸收有一定概率与晶格进行整体反冲而非只和单个原子核反冲,在反冲的光子能量损失极其微小。同样的,光子经过能量补偿被相同种类的原子核吸收的时候,也有一定概率和晶格整体反冲。当发射和吸收都达到“无反冲”共振时,光子频率变化极其微小,共振峰异常尖锐。一些穆斯堡尔共振的相对精度能够超过10-20以上,是人类目前已知共振机制中最精确的。原子核无反冲共振效应由德国物理学家鲁道夫·穆斯堡尔(1929~2011)于1958年发现,并赢得了1961年的诺贝尔物理学奖,提供了一种以发现者命名的物质结构研究手段。在随后的几十年中,基于放射源的特定核共振激发,逐渐发展为穆斯堡尔谱学,在物理、化学、生物医学、地质矿物、石油化工、考古等学科与产业领域,有极为广泛的应用。随着三代同步辐射光源的出现,人们又实现了同步辐射穆斯堡尔谱学,利用加速器产生并经过特殊光学部件优化后的光子,开辟出核共振散射谱学领域。值得一提的是,我国新建的第四代高能同步辐射光源,也将实现这一高精度探测谱学。
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