– Но на практике это пока неосуществимо. Почему? Потому, что, исторгая гамма-квант, ядро получает отдачу, – поясняет Мастер. – Почти так же, как откатывается назад старинная пушка, изрыгнувшая снаряд. Отдача поглощает часть энергии, и потому энергия гамма-кванта, вылетевшая из «падающего» ядра атома, меньше, чем та энергия, что была запасена ядром, поднятым в метастабильное состояние. Поэтому вылетающий гамма-квант не может быть резонансным. Он не в силах вызвать «падение» соседних ядер и начать цепную реакцию. Теряются так называемые резонансные условия…
То есть все атомные ядра-«орудия» не могут выстрелить в очень короткий промежуток времени. Значит, нужно каким-то образом убрать отдачу. В чем-то «закрепить» возбужденные (метастабильные) ядра, чтобы они «стреляли», но без отдачи.
Мессбауэр предложил: нужно заселить атомы нужного, возбуждаемого вещества, в кристаллическую решетку. А решетка – конструкция жесткая, в ней атомы прочно скованы ковалентными связями. Одно ядро тронешь – вся решетка вибрирует. Мессбауэр сказал: а что, если часть ядер в некоей кристаллической решетке заменить на ядра нужного нам вещества с очень высокой запасаемой энергией в местастабильном состоянии? Тогда, если мы «тронем» одно ядро и заставим его «выстрелить» гамма-квантом, отдачи не будет. Кристаллическая решетка помешает, вся масса кристалла поглотит отдачу. Ну, представьте себе пушку, сильно закрепленную в большой решетчатой конструкции. Пушка палит – и ее снаряд вылетает с большей скоростью, чем из свободно стоящего орудия, ибо отдачи нет. Ее поглотила та массивная конструкция, в которой закрепили орудие.
«…Ситуация <…> напоминает человека, прицельно бросающего камень из лодки. Бо́льшую часть энергии согласно закону сохранения импульса получает легкий камень, но небольшая часть энергии броска переходит в кинетическую энергию получающей отдачу лодки. Летом лодка просто приобретет некоторое количество движения, соответствующее отдаче, и отплывет в направлении, противоположном направлению броска. Однако зимой, когда озеро замерзнет, лодку будет удерживать лед, и практически вся энергия броска будет передана камню, лодке (вместе с замерзшим озером и его берегами) достанется ничтожная доля энергии броска. Таким образом, отдача будет передаваться не одной только лодке, а целому озеру, и бросок будет производиться “без отдачи”», – писал сам Мессбауэр полвека спустя после своего великого открытия.
Таким образом, надобно создать кристаллическую решетку, в которую вселены атомы нужного нам вещества. То есть, множество «пушек» в решетке. Заряди их с помощью потока нейтронов, накачай энергией – и дальше заставь выстрелить первую «пушку». Она выплюнет снаряд (гамма-квант) с той же энергией, что в ней запасена. И этот квант заставит сработать соседние «пушки», а те – соседние и так далее, в геометрической прогрессии. Причем в ничтожно малый промежуток времени. И ты получишь мощное гамма-излучение.
Каково же было изумление Виктора Петрика, когда он узнал, что Мессбауэр в своих опытах заселял в кристаллическую решетку атомы осмия! Да, не изотопа-187, а природного осмия, но тем не менее. Мастер испытал сильнейшее возбуждение: он напал на след. Мессбауэр выбрал осмий далеко не случайно: тетроксид осмия очень хорошо проникает в другие вещества. С другой стороны, осмий отличается хорошей способностью запасать энергию.
Эффект Мессбауэра срабатывает, если испускаемого кванта при переходе ядра из метастабильного в основное состояние – не менее ста пятидесяти килоэлектрон-вольт (кЭв).