http://www.flickr.com

Az atommag állapotait kvantummechanikai állapotfüggvénnyel írjuk le. A mag paritását ezen fv. paritása adja meg. Paritás: egy állapot tértükrözéssel szemben mutatott viselkedését írja le: pozitív : egy állapot a tér tükrözésekor nem változik ψ(-r)ψ(r) negatív: előjelet vált a tér tükrözésekor ψ(-r)-ψ(r)

Paritásmegmaradás: ha az anyamagnak meghatározott paritása volt és a leánymagnak is meghatározott paritása van, akkor a relatív mozgást leíró hullámfüggvénynek is meghatározott paritással kell rendelkeznie, az emittált részecske szögeloszlása tükörszimmetrikus a mag kitüntetett irányához képest. (A γ-sugárzás szögeloszlása valóban tükörszimmetrikus.) Paritás-sértés A béta-bomlásban abban nyilvánul meg, hogy a kilépő elektronok irányeloszlása aszimmetrikus: A magspin irányával egyező irányban kevesebb elektron hagyja el a magot. Wu kísérlet (1957).

e - helyvektor, lendületvektor előjelet vált, perdületvektor nem vált előjelet: I=rxp (-r)x(-p)=rxp

Ref. [3]

Elméleti magyarázata (Lee, Yang, Landau): neutrínó és antineutrínó egy belső szimmetriával rendelkezik Az antineutrínó spinje mindig a haladás irányába mutat, a neutrínóé azzal ellentétes. Bevezették a helicitás fogalmát. Megjegyzés: ez csak akkor lehetséges, ha a részecske nyugalmi tömege zérus. Ellenkező esetben a fénysebességnél kisebb sebességgel is haladhat a nála nagyobb sebességgel haladó vonatkoztatási rendszerből nézve ellenkező helicitást észlelnénk.

Magspin 60 Co 60 Ni átmenetben I= - 1

60 Co 60 Ni átmenetben I= -1 Az e - és az ν 1/2-1/2 spinértékkel, spinjükkel anyamag spinjének irányába állva hagyja el a magot (haladási irányra ez nem tesz megszorítást). Minthogy az ν haladási sebessége a spinjével egyirányú, az anyamag spinjének irányában lép ki a magból. A lendületmegmaradás miatt az elektronok nagy valószínűséggel hátrafelé fognak kilépni.

Atommagok alap- és gerjesztett állapotai, nívóséma Atommag: kvantummechanikai rendszer: csak meghatározott energiájú állapotok. Nívóséma Egy-egy állapot jellemzői: Energia Perdület Paritás Élettartam http://www.nuclear.kth.se/radioactiveorchestra/

Elektromágneses legerjesztődés (Gamma-bomlás) Mag: alapállapot vagy gerjesztett állapot. Gerjesztett állapot élettartama általában nagyon rövid < 10-12 s. Izomer állapotok élettartama 10-9 s-tól néhány évig. A gerjesztési energiát egy, vagy egymásután több gamma-kvantum kibocsátásával adja le. (egyszerű bomlás, ill. kaszkádbomlás) Gamma-kvantumok vizsgálatával mag nívósémája. Az izomer állapot legerjesztődésére is érvényes a radioaktív bomlástörvény.

A legerjesztődés történhet még belső konverzióval is. Belső konverzió: a gerjesztési energia az elektron atomhéjból való kiszakítására, másrészt kinetikus energiájának növelésére fordítódik. 1. Compton-szórással?? 2. Kvantummechanikai modell szerint!! A konverziós elektronok energiája monoenergetikus. A lányelem karakterisztikus röntgenvonala is megjelenik. A γ-emisszió és belső konverzió a belső konverzió párhuzamosan is végbemehet. Konverziós együttható: α=n e /N γ

Elektrodinamika: Rezgő elektromos dipólus (dipólus antenna) sugárzási tere Rezgő elektromos kvadrupólus sugárzási tere Az atommag átalakulásai során az elektromos töltések (protonok) is átrendeződnek: elektromágneses sugárzás gamma-foton jön létre. Ha a gamma-foton kisugárzása olyan energiaállapotok közötti átmenetben jön létre, ahol I = 1 sugárzás irányeloszlása olyan, mint a dipólusé. A kitüntetett irány a perdület iránya. Laboratóriumi rendszerben csak akkor figyelhető meg ez az irányeloszlás, ha a magspin irányát ismerjük (pl. beállítjuk ). I >1 esetén 2 I multipolaritású a sugárzási tér.

Gerjesztett állapot életidejének-mérése 10-4 - 10-7 s közötti élettartamok mérésére

N = N e 0 t τ Az exponenciális függvényből az élettartam meghatározható. Rövidebb élettartamok meghatározása: <10 9 τ Itt már az elektronika nem elég gyors, más módszert kell keresni s

Heisenberg: E t h = 4π a kvantumállapot élettartama az állapot energiabizonytalansága Jól definiált energiával csak a stabil állapotok rendelkeznek. A metastabil állapotok energiájában (az emittált gammafotonok energiájában) kismértékű szórás van. h 2 τ = 10-10 s Az energia-eloszlás mérésével az életidőt meg lehet határozni. Γ=10-5 ev

Az energiaeloszlás mérése rezonanciaszórással Bombázó gamma-fotonok energiája megegyezik a mag gerjesztett állapotának energiájával rezonanciaszerűen nagy valószínűségű a gamma kvantumok abszorpciója. Saját gamma-foton nem használható: Kilépéskor az atommag visszalökődik (kilépő γ-foton energiája ennyivel kisebb lesz). Az abszorbeáló mag meglökésére szintén energia kell (ennyivel nagyobb energiájú γ-foton kellene). Moon szórás-kísérlet: a hiányzó energiát Doppler-effektussal pótoljuk. Mössbauer-effektus: egyes esetekben nincs visszalökődés, mert az egész kristályrács veszi fel az energiát!