İZOMERİK KAYMA 

İzomerik kayma (aynı zamanda izomer kaydırma olarak da adlandırılır) ile kayması atomik spektral çizgilerin bir yerine bir sonucu olarak ortaya çıkar ve gama spektral çizgileri, nükleer izomer başka. Genellikle atomik spektral çizgiler üzerinde izomerik kaydırma ve Mössbauer izomerik kaydırma olarak adlandırılır. Spektrumlar ayrıca aşırı ince yapıya sahipse, değişim spektrumların ağırlık merkezine işaret eder. İzomerik kayma, nükleer yapı ve atomların fiziksel, kimyasal veya biyolojik çevresi hakkında önemli bilgiler sağlar. Daha yakın bir zamanda etki, temel sabitlerin zaman varyasyonunun araştırılmasında bir araç olarak önerilmiştir.doğanın. ^[1] 

ATOMİK SPEKTRAL ÇİZGİLER ÜZERİNDE İZOMERİK KAYMA  

Atomik spektral hatları üzerinde izomerik kaydırma bir başkası ile bir nükleer izomeri yerine oluşan atomik spektrum, enerji veya frekans kaymasıdır. Etki, hesaplamaları atomik (optik) spektroskopi ile ölçülebilir olması gerektiğini gösteren 1956’da Richard M. Weiner ^[2] tarafından öngörülmüştür (ayrıca ^{[3] ‘e} bakınız). İlk kez 1958 ‘de deneysel olarak gözlemlenmiştir ^[4] . Atomik izomerik kayma teorisi ^[2] [3] , Mössbauer izomerik kaymasının yorumlanmasında da kullanılmaktadır.

TERMİNOLOJİ 

İzomer kavramı kimya ve meteoroloji gibi diğer alanlarda da görülür. Bu nedenle, bu etkiye ayrılan ilk yayınlarda  ^[3[2] spektral çizgiler üzerinde nükleer izomerik kayma adı kullanılmıştır. Mössbauer etkisinin keşfinden önce,  sadece atomik spektrumlara atıfta bulunulan izomerik kayma; bu etkinin ilk ^[2] [3] tanımında atom kelimesinin yokluğunu açıklar. Daha sonra izomerik kayma, Mössbauer etkisi ile gama spektroskopisinde de gözlendi ve Mössbauer izomerik kayma olarak adlandırıldı.  ^[5] [6]  

İZOTOPİK VE ATOMİK SPEKTRAL ÇİZGİLER ÜZERİNDE İZOMERİK KAYMA  

Atomik spektral çizgiler, farklı atomik enerji seviyeleri E arasındaki elektronların geçişinden, ardından foton emisyonundan kaynaklanır. Atom seviyeleri, elektronlar ve çekirdekler arasındaki elektromanyetik etkileşimin bir tezahürüdür. Çekirdeği aynı elementin farklı izotopları olan iki atomun enerji seviyeleri, iki izotopun elektrik yükleri Z’nin aynı olmasına rağmen, diğerine göre kaydırılır . Bu böyledir çünkü izotoplar nötron sayısına göre farklılık gösterir ve bu nedenle iki izotopun kütleleri ve hacimleri farklıdır; bu farklılıklar atomik spektral çizgiler üzerinde izotopik kaymaya neden olur .

İki nükleer izomer durumunda, protonların sayısı ve nötronların sayısı aynıdır, ancak kuantum durumları ve özellikle iki nükleer izomerin enerji seviyeleri farklıdır. Bu fark, iki izomerin elektrik yük dağılımlarında bir farka ve dolayısıyla karşılık gelen elektrostatik nükleer potansiyellerde difference bir fark yaratır, bu da sonuçta atom enerjisi seviyelerinde Δ E farkına yol açar . Atomik spektral çizgiler üzerindeki izomerik kayma daha sonra

ψ geçişinde yer alan elektronun dalga fonksiyonudur, e onun elektrik yükü, ve entegrasyon elektron koordinatları üzerinden gerçekleştirilir.

İzotopik ve izomerik kayma, her ikisinin de çekirdeğin sonlu boyutunun kendini gösterdiği etkiler olduğu ve her ikisinin de elektronlar ve atomun çekirdeği arasındaki elektromanyetik etkileşim enerjisindeki bir farktan kaynaklandığı anlamında benzerdir. İzotopik kayma, izomerik kaymadan on yıllar önce biliniyordu ve atom çekirdeği hakkında yararlı fakat sınırlı bilgi sağlamıştı. İzomerik kaymanın aksine, izotopik kayma ilk olarak deneyde keşfedildi ve daha sonra teorik olarak yorumlandı (ayrıca bkz. ^[7]). İzotopik kayma durumunda, elektronlar ve çekirdekler arasındaki etkileşim enerjisinin belirlenmesi nispeten basit bir elektromanyetik problemdir, ancak izomerler için problem daha fazladır, çünkü çekirdeğin izomerik uyarımını açıklayan güçlü etkileşimdir ve böylece iki izomerik durumun yük dağılımlarının farkı için. Bu durum kısmen nükleer izomerik kaymanın neden daha önce keşfedilmediğini açıklamaktadır: uygun nükleer teori ve özellikle nükleer kabuk modeli sadece 1940’ların sonunda ve 1950’lerin başında geliştirilmiştir. Bu kaymanın deneysel gözlemine gelince, aynı zamanda metastabl çekirdekler olan izomerler ile spektroskopiye izin veren yeni bir tekniğin geliştirilmesini beklemek zorunda kaldı. Bu da sadece 1950’lerde oldu.

İzomerik kayma çekirdeğin iç yapısına duyarlı olsa da, izotopik kayma (iyi bir yaklaşımla) değildir. Bu nedenle, izomerik kaymanın araştırılmasından elde edilebilen nükleer fizik bilgileri, izotopik kayma çalışmalarından elde edilebileceklerden üstündür. Örneğin uyarılmış ve zemin halindeki nükleer yarıçap farkının izomerik kayması yoluyla yapılan ölçümler, nükleer modellerin en hassas testlerinden birini oluşturur. Dahası, Mössbauer etkisi ile birleştiğinde, izomerik kayma şu anda fizik dışında birçok alanda eşsiz bir araç oluşturmaktadır.

NÜKLEER KABUK MODELİ  

Nükleer kabuk modeline göre, ilk yaklaşımda, “optik” nükleon adı verilen tek bir nükleonun, yük dağılımları arasındaki farkın bir tahminini almak için dikkate alınması gereken bir izomerler sınıfı vardır. iki izomer durumu, geri kalan nükleonlar filtrelenir . Bu özellikle, neredeyse kapalı kabukları olan tek-proton-hatta-nötron çekirdeklerindeki izomerler için geçerlidir. Etkisinin hesaplandığı  İndiyum -115, ^[2] böyle bir örnektir. Hesaplamanın sonucu, atomik spektral çizgiler üzerindeki izomerik kaymanın, oldukça küçük olmasına rağmen, optik ölçülebilirlik sınırını oluşturan tipik bir doğal çizgi genişliğinden daha büyük iki büyüklük sırası olduğu ortaya çıktı.

Üç yıl sonra ölçülen değişim Hg-197’de ^[4] In-115 için hesaplanana oldukça yakındı, ancak Hg-197’de In-115’den farklı olarak optik nükleon bir proton ve elektron yerine bir nötron –Ücretsiz-nötron etkileşimi elektrondan çok daha küçüktür — serbest proton etkileşimi. Bu, optik nükleonların serbest değil, bağlı parçacıkların olmasının bir sonucudur. ^[2] Bu nedenle sonuç ^[4]  açıklanabilir  ^[8]  teorisinin içinde ^[2] tek optik nötron ile etkili bir elektrik yükü ilişkilendirerek  Z/A oluşur.

MÖSSBAUER İZOMERİK KAYMASI  

Mössbauer izomerik kaydırma bağlı iki nükleer izomerik arasındaki geri tepme içermeyen Mössbauer geçiş kombine etkisi, bir, iki farklı fiziksel, kimyasal ya da biyolojik ortamlarda, iki farklı nükleer izomerik durumları karşılaştırdığında gama ışını spektroskopi görülen değişim ve bir bu iki ortamda iki atomik durum arasındaki geçiş.

Atomik spektral çizgiler üzerindeki izomerik kayma, elektron dalga fonksiyonuna ψ ve iki izomerik durumun elektrostatik potansiyelinin φ farkına bağlıdır.

İki farklı fiziksel veya kimyasal ortamda (farklı fiziksel fazlar veya farklı kimyasal kombinasyonlar) belirli bir nükleer izomer için elektron dalgası fonksiyonları da farklıdır. Bu nedenle, iki nükleer izomer durumunun farkından dolayı atomik spektral çizgilerdeki izomerik kaymanın üstünde, iki ortam arasında bir değişiklik olacaktır (deneysel düzenleme nedeniyle, bunlara kaynak (lar) denir ve emici (a)). Bu kombine kayma Mössbauer izomerik kaymasıdır, ve, bunun yerine bir elektron dalga fonksiyonunun hariç atomik spektral çizgilerin nükleer izomerik kayması aynı formalizminde matematiksel olarak tarif edilmektedir, kaynak ψ olarak _s farkı ile arası bir fiyatları kaynağı ψ elektron dalga fonksiyonu _sve ψ absorbe elektron dalga fonksiyonu _bir :

 

Mössbauer etkisi yardımıyla gama spektroskopisindeki izomerik kaymanın ilk ölçümü, atomik spektroskopideki ilk deneysel gözleminden iki yıl sonra, 1960 yılında ^[9] rapor edilmiştir. ^[4] Bu kaymayı ölçerek, hem nükleer izomer durumları, hem de elektronik dalga fonksiyonları ile temsil edilen atomların fiziksel, kimyasal veya biyolojik çevresi hakkında önemli ve son derece hassas bilgiler elde edilir.

Mössbauer varyantı kapsamında izomerik kayma, atom fiziği, katı hal fiziği, nükleer fizik, kimya, biyoloji, metalurji, mineraloji, jeoloji ve ay araştırmaları gibi farklı alanlarda önemli uygulamalar buldu . Daha fazla literatür için ayrıca bakınız ^[10] .

Nükleer izomerik kayma ayrıca müonik atomlarda da gözlemlenmiştir ^[11] , yani bir müonun uyarılmış çekirdek tarafından yakalandığı ve yaşam boyu süreden daha kısa bir sürede bir atomik uyarılmış durumdan atomik zemin durumuna geçiş yapan atomlar izomerik nükleer durumudur.

KAYNAKÇA