원자 되튐

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핵 물리학에서 원자 되튐(anatomic recoil) 또는 원자 반동은 원자의 비번역 자유도(non-translational degrees of freedom)를 변경하지 않고 상호 작용하는 입자의 운동량이 원자 전체로 전달될 때 원자와 에너지 기본 입자의 상호 작용의 결과이다. 그것은 순전히 양자 역학 현상이다. 원자 반동은 1904년 캐나다 최초의 여성 핵물리학자인 해리엇 브룩스(Harriet Brooks)가 발견했지만 잘못 해석되었다. 오토 한은 1908/09년에 이를 재작업하고 설명하고 시연했다.[1] 물리학자 Walther Gerlach는 방사성 반동을 "광범위한 결과를 가져오는 물리학의 매우 중요한 발견"이라고 설명했다.[2]

전달된 원자 반동의 운동량이 재료의 결정 격자를 파괴하기에 충분할 경우 공극 결함(vacancy defect)이 형성된다. 따라서 포논이 생성된다.

원자 반동과 밀접한 관련이 있는 것은 전자 되튐(electron recoil. 광여기(photoexcitation) 및 광이온화(photoionization) 참조)과 핵 되튐(nuclear recoil)이며, 여기서 운동량은 원자핵 전체로 전달된다. 핵 반동으로 인해 핵이 결정 격자의 정상 위치에서 벗어나게 되어 딸 원자가 더 쉽게 용해될 수 있다. 예를 들어 이는 특정 경우에 234U 대 238U의 비율을 증가시켜 연대 측정에 활용될 수 있다(우라늄-토륨 연대 측정(Uranium–thorium dating) 참조).[3][4]

어떤 경우에는 양자 효과가 개별 핵으로의 운동량 전달을 금지할 수 있으며, 운동량은 결정 격자 전체로 전달된다(뫼스바우어 효과 참조).

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각주

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  1. ↑ Hahn 1966, 58–64쪽.
  2. ↑ Gerlach & Hahn 1984, 39쪽.
  3. ↑ M. B. Anderson; 외. (2010년 12월 8일). “Precise determination of the open ocean 234U/238U composition”. 《Geochemistry, Geophysics, Geosystems》 11 (12). doi:10.1029/2010GC003318. S2CID 129292401. 
  4. ↑ Simon Turner; 외. (2021년 1월 8일). “Carbonaceous chondrite meteorites experienced fluid flow within the past million years”. 《Science》 371 (6525): 164–167. doi:10.1126/science.abc8116. PMID 33414218. S2CID 231138500.