Эффект Мёссбауэра и наночастицы

В дисперсных системах резонанс не возможен?

 Nano

Многочисленные публикации последних лет по синтезу дисперсных магнитных порошков говорят об актуальности и огромной практической значимости этих уникальных объектов. Магнитные наночастицы широко распространены в природе, в том числе встречаются в биологических объектах. Магнитные наноматериалы используются в системах записи и хранения информации, в постоянных магнитах, в системах магнитного охлаждения, в качестве магнитных сенсоров и т.п.

Агрегации, содержащие от двух до нескольких сотен атомов, называют кластерами, а более крупные (диаметром свыше 10 ангстрем) – частицами [6].

Для исследователей важно знать и определять характеристики наночастиц: дисперсный, химический, массовый состав. Для анализа частиц такого класса применяют различные методы, но все они не дают достаточной точности измерений. В то же время для анализа кристаллических тел одним из самых точных является приборы, с использованием эффекта Мёссбауэра.

После открытия данного эффекта у исследователей сразу возник вопрос, а возможно ли использовать эффект Мёссбауэра, когда частицы имеют диаметр, соизмеримый с шириной импульса (порядка 1–10 нанометров)?

Если следовать теории объяснения данного эффекта, то из-за отдачи на таких нано мишенях мы не смогли бы получить резонансного поглощения никогда. Предсказуемая картина, когда отдачу воспринимает целый кристалл, и совершенно другая ситуация, когда энергия передается кластеру или единичной частице. В данном случае любая отдача нарушала бы мёссбауэрский резонанс. Но как указывает источник [7]: «Однако эффект отдачи на индивидуальных наночастицах ни разу не удалось наблюдать экспериментально».

После такого заключения можно подумать, что природа идет против своей сущности, но такого не может быть, природа ошибок не совершает. Тогда следует признать, что наши представления в физике данного процесса не верны, а это лишнее доказательство того, что отдачи в квантово-механических переходах нет.

А как авторы выходят из создавшейся ситуации? Естественно они не могут сказать, что отдачи нет вообще, тогда можно нарушить стройную теорию, а вместе с ней 3-й закон Ньютона, или, не дай бог, закон сохранения энергии (импульса).

Привожу цитату [7]: «между атомами, находящимися на поверхности соседних частиц, существуют химические связи. Эти связи оказываются достаточно сильными для того, чтобы в процесс рассеяния энергии отдачи от испускания гамма-кванта было вовлечено значительно большее число атомов, чем в каждой из наночастиц (кристаллитов). Справедливость этого вывода подтвердили результаты мессбауэровского изучения высокодисперсных частиц золота, вкрапленных в желатин [56][1]. Спектры 197Au показали, во-первых, отсутствие пиков при «аномально высоких скоростях» и, во-вторых, оказалось, что при одинаковом содержании золота в образце интенсивность пика резонансного поглощения (т.е. вероятность «обычных» переходов без отдачи) в частицах диаметром d = 6 нм была выше, чем в частицах с d = 20 нм. Таким образом, этот результат показал, что для резонансного поглощения гамма-излучения даже в самых мелких частицах дополнительная компенсация энергии не потребовалась». (Конец цитаты).

Как видите, авторы как-то пытаются объяснить данную ситуацию и подвести общепринятую теоретическую базу под несуществующий фундамент. Для чего пытаются виртуально и с помощью пищевых добавок связать отдельные частицы в агрегаты и агломераты.

Замечу, что это не единичное исследование, таких экспериментов с наночастицами проводилось и проводится в мире масса, например, в книге Петрова [6] проанализировано более тысячи работ.

В источнике [8] говорится, что: «вероятность эффекта Мёссбауэра (точнее – величина интен­сивности линий) сильно возрастала после растирания порошков в агатовой ступке. При этом (по данным рентгенограмм), фазовые соотношения и параметры решётки порошков абсо­лютно не менялись».

В этих исследованиях ученые использовали дисперсные материалы «Были синтезированы три Магнитные Жидкости (МЖ1 – МЖ3) на основе магнетита (Fe3O4) и одна (МЖ4) на основе гамма-оксида железа (γ-Fe2O3)». Авторы экспериментировали с диаметром частиц 12 нм и 50-60 нм.

Заключение в данной работе дает противопоставляющий ответ на объяснения в предыдущей процитированной работе. Объединение частиц в агломераты и агрегаты, только уменьшает процент возникновения мёссбауэрского резонанса, а механическое растирание порошков дает уменьшение химических связей между частицами. Поэтому, каждая частица в исследуемой пробе отвечает сама за себя без всякой отдачи!

Необходимо отметить, что частицы, относящиеся к классу «магнитных жидкостей», практически не взаимодействуют между собой, а это лишнее подтверждение тому, что отдача не может передаться всем частицам.

Французские ученые исследовали анизотропию наночастиц размером мене 2 нм [9]. Яркой и весьма характерной чертой при анализе наночастиц является сохранение комбинации 6 линий магнитной сверхтонкой структуры (СТС) без уширения спектральных линий на большом интервале температур при наличии дублета с фиксированной шириной линии.

Подобные исследования проводились еще в 60-х годах [10].

На основе вышеизложенного делаем вывод: в квантово-механических переходах отдачи нет!

Эффект Доплера и придача

 

Фотонно-квантовая гипотеза, заключающаяся в том, что все электромагнитные волны излучаются и поглощаются не с отдачей, а с придачей находит свое подтверждение в эффекте Мёссбауэра. При излучении фотон импульсом придачи увлекает источник по вектору своего движения, а при поглощении, наоборот, привлекает к себе приемник навстречу своему движению [5, 11].

Данную ситуацию можно описать иначе: источник и приемник электромагнитного излучения всегда связаны между собой эффектом Доплера.

Отсюда я прихожу к пониманию гравитационного взаимодействия между всеми материальными телами. Солнечный фотон с помощью своего импульса пытается сблизить Солнце и планеты в момент своего существования. Фотон давно поставил себе на службу эффект Доплера, только мы об этом не догадывались.

Эффект Доплера исправно служит не только в глобальных масштабах, но и в локальных, в частности, помогает осуществиться и эффекту Мёссбауэра.

При комнатных и более высоких температурах появлению резонансного поглощения препятствует не «отдача», а доплеровские смещения атомов из-за тепловых колебаний ядер в твёрдых телах. При низких температурах влияние эффекта Доплера от теплового воздействия полностью не исчезает, но его модуляция тепловыми флуктуациями становится незначительной и практически не приводит к смещению линий, поэтому резонанс вероятней и проявляется чаще.

В статьях, опубликованных на данном сайте, неоднократно указывалось, что вместо отдачи в момент излучения и поглощения происходит анти отдача (придача). Т.е. излучатель в момент испускания фотона (крафона) находится некоторое время в движении в направлении испущенного фотона, в то же время приемник, при поглощении кванта фотона, также приобретает импульс движения навстречу вектору прилета данного фотона [11].

Мёссбауэр при использовании криостата в своих экспериментах руководствовался следующей логикой. Он предполагал, что понижение температуры приведет просто к уменьшению доплеровского уширения линии, связанного с тепловым движением атомов, и тем самым к уменьшению перекрытия пиков резонансного испускания и поглощения. Но в экспериментах оказалось сильное возрастание кривой импульса поглощения.

Что произошло после охлаждения всем понятно. Уменьшилась частота и амплитуда колебаний атомов в кристаллической решетке за счет уменьшения генерации собственных крафонов ( в физике - фононов), в результате они стали больше «концентрироваться» на приеме фотонов излучателя и их «отклик» выразился в увеличении указанных параметров.

Если в мёссбаурском эксперименте излучатель представлен изотопом 57Fe, а мишень, например, из свинца, то резонанса мы не увидим из-за того, что фотон не сможет сдвинуть тяжелый атом свинца. Но в данном процессе энергия излучателя все равно будет поглощена. Она будет рассеяна на многих атомах, пока последний атом окончательно не поглотит оставшуюся энергию крафона. Процесс будет похожим, как поглощение солнечного фотона, с той лишь разницей, что солнечный фотон поглотится быстрее.

Термоны[2]- крафоны (в физике - фононы) возникают не из-за отдачи, они возникают от тепловой накачки энергией.

В физике принято называть процессы упругими, когда они сопровождаются без изменения внутренней энергии тел (веществ). Мёссбауэр также назвал открытое им явление «упругим ядерным резонансным поглощением гамма-излучения». Но позвольте, о какой упругости мы говорим при взаимодействии между электромагнитными полями. Фотоны – это не целлулоидные шарики для игры в пинг-понг. Фотон, наоборот, имеет свойство «прилипания», как резиновый стакан вантуза, когда вы выдавите из-под него воздух, то отрывать от поверхности придется с усилием.

Примерно так и поступает фотон, он своим импульсом тянет атом на себя и, отрываясь, уносит квант энергии.

Назад  Вперед


[1] 56. S.W. Marshall, R.N. Wilenzick. // Phys. Rev. Letters, 1966. V. 16. P. 219

[2] Объединяющий термин введен автором, см. http://gennady-ershov.ru/gravitaciya/foton-termon.html

Один отзыв

  1. Super Mario Icy Tower:

    Любой грамотный физик скажет, что тончайшие резонансные линии возможны только при наличии высокой добротности источника колебаний. Физике известно, что такими источниками являются кристаллы – естественные резонаторы. В пластичных структурах, имеющих заметное поглощение, такое явление невозможно. Таким образом гамма-резонанс Мёссбауэра показывает наличие кристаллической структуры керна ядра, высокую жесткость и упругость внутренних связей.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


Ваш комментарий на модерации.