Оптимальный закон движения резонансного ядерного поглотителя для формирования коротких импульсов мёссбауэровского излучения

В данной работе метод преобразования мёссбауэровского гамма-излучения в последовательность ультракоротких импульсов в резонансном ядерном поглотителе, совершающем гармонические колебания как целое вдоль направления распространения излучения [1], обобщён на случай многочастотных колебаний поглотителя. На примере мёссбауэровского поглотителя ⁵⁷Fe и радиоактивного мёссбауэровского источника фотонов с энергией 14,4 кэВ ⁵⁷Co показано, что в оптимальных условиях добавление новых гармоник основной частоты в закон движения поглотителя позволяет уменьшить длительность и увеличить интенсивность формируемых импульсов при сохранении периода их следования. Получен оптимальный закон движения поглотителя, при котором формируются наиболее короткие и интенсивные импульсы. Он соответствует периодическим быстрым смещениям поглотителя относительно источника на длину волны резонансного излучения. При этом длительность каждого отдельного импульса выходного излучения определяется длительностью конструктивной интерференции, возникающей и исчезающей в процессе быстрого изменения относительной фазы между падающим и когерентно рассеянным вперёд ядрами движущегося поглотителя полями вследствие эффекта Доплера. Показана возможность преобразования квазимонохроматического излучения в одиночный интенсивный короткий импульс, длительность и момент формирования которого определяются длительностью и моментом начала смещения поглотителя.

На английском языке

Optimal motion law of a resonant nuclear absorber for the formation of short pulses of Mössbauer radiation

Khairulin I.R.

Radeonychev Y.V.

Antonov V.A.

Kocharovskaya O.A.

In this paper, the method of transforming the Mössbauer gamma-radiation into a sequence of ultrashort pulses in a resonant nuclear absorber, which harmonically oscillates as a whole along the direction of radiation propagation [1], was generalized to the case of multifrequency absorber oscillations. Based on the example of the Mössbauer absorber ⁵⁷Fe and the radioactive Mössbauer source of 14.4 keV photons ⁵⁷Co, it is shown that under optimal conditions, adding new harmonics of the fundamental frequency to the law of absorber motion makes it possible to reduce the duration and increase the intensity of the generated pulses while maintaining their repetition period. An optimal law of absorber motion leading to the formation of the shortest and most intense pulses is derived. It corresponds to periodic fast displacements of the absorber relative to the source by the wavelength of resonant radiation. In this case, the duration of each individual pulse of the output radiation is determined by the duration of the constructive interference that appears and disappears with a rapid change in the relative phase between the incident and coherently forward scattered by the nuclei of the moving absorber fields due to the Doppler effect. The possibility of transforming quasi-monochromatic radiation into a single intense short pulse, the duration and moment of formation of which are determined by the duration and moment of the onset of the absorber displacement, is shown.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2022_65_04_269