鲁道夫·穆斯堡尔(1929–2011):谱学巨匠与科学桥梁 鲁道夫·L·穆斯堡尔1929–2011——一位通过开创新型光谱学而重振德国科学的物理学家。1957年当鲁道夫·穆斯堡尔发现由铱-191发射的γ射线能够被同种同位素的目标靶吸收而毫无能量损失时人们很快意识到他为光谱学找到了一处全新的基石。仅仅四年后年仅32岁的他便被授予诺贝尔物理学奖。如今以他名字命名的穆斯堡尔谱学应用范围从化学到内转换谱学等各个领域。它特别适合极高分辨率的测量工作例如测定地球引力场中的谱线位移。这项技术甚至被用于地球之外——分析火星岩石的组成。穆斯堡尔1929年生于德国慕尼黑他本是一位出色的钢琴手但最终决定在慕尼黑工业大学当时为慕尼黑技术学院攻读物理学。他那项获奖发现源自其博士期间关于γ射线吸收的研究该工作于1955年至1958年间在海德堡马克斯·普朗克医学研究所师从海因茨·迈尔-莱布尼茨完成。1960年他前往帕萨迪纳的加州理工学院并于次年获得诺贝尔奖。但他并未在美国久留1964年便回到了慕尼黑工业大学。巴伐利亚政府为他的回归愿意付出高昂代价——新建一座物理楼并设立十个教授职位。然而此举对德国物理学的增益是巨大的。穆斯堡尔的新系物理学系为慕尼黑带来了一股清新之风并提升了全国的科学氛围。多名在美国工作的德国科学家也随之回国这一现象被称为“第二次穆斯堡尔效应”。“归根结底穆斯堡尔视科学为联结全世界人民的语言。”穆斯堡尔一直留在慕尼黑直至1997年退休。1972年至1975年间他曾请假赴法国格勒诺布尔担任劳厄-朗之万研究所所长。穆斯堡尔谱学的威力源于两个事实。当束缚在固体如晶体、玻璃或粘性液体中的原子核发射或吸收γ辐射时它们有一定概率不受反冲影响因此不会获得或失去能量。此外这些γ射线的频率范围——即自然线宽——由核寿命决定且不会被多普勒效应展宽。特定同位素吸收或发射的能量展宽极其狭窄这使得该技术具有极高的能量分辨率。穆斯堡尔意识到由一个原子核发射的γ射线能够被另一份样品中相同同位素的原子核重新吸收。两个原子核所处环境的任何差异都会导致能量偏移。这些偏移可提供关于同位素电子状态的信息进而推知包含它的固体的性质。诸如磁性以及例如蛋白质分子的柔韧性等特性均可由此推导。穆斯堡尔及其同事将这一发现广泛应用于多个领域在核物理、固体物理、化学和生物物理学领域产出了大量论文——尤其是在发现铁-57的穆斯堡尔效应之后。其他穆斯堡尔同位素也被陆续探测到例如钽-181它具有异常窄的自然线宽因而具有极佳的能量分辨率。对铁和锡化合物的测量在它们的价态和电子构型方面取得了突破性进展。一旦这类实验成为“常规操作”穆斯堡尔的兴趣便发生了转移。他通过参与意大利格兰萨索国家实验室的GALLEX实验研究中微子。他还将自己的谱学方法用于一些非常规应用例如蛋白质的结构与动力学以及完美单晶中的反射和异常透射。但归根结底穆斯堡尔视科学为联结全世界人民的语言。在他的职业生涯中他建立了许多国际合作。与苏联的紧密联系始于他在加州理工学院期间当时苏联科学院的科学家邀请美国物理学家赴莫斯科讨论可能的合作。由于冷战仍在继续没有哪位知名美国科学家愿意前往——于是穆斯堡尔去了。那次访问成为他与苏联科学院化学物理研究所的维塔利·戈兰斯基以及莫斯科库尔恰托夫研究所的尤里·卡甘长期交流的起点。1982年穆斯堡尔成为苏联科学院外籍院士。德黑兰列车轶事穆斯堡尔回到慕尼黑后他与戈兰斯基互派学生和科学家。1975年他们在莫斯科组织了第一次联合研讨会此后形成系列会议轮流在苏联和德国举行。1977年其中一次预定在亚美尼亚的埃里温举办。在研讨会前一周穆斯堡尔受邀访问伊朗他看了看地图决定乘火车从德黑兰前往埃里温却没有意识到列车会在两座城市之间的沙漠中停靠。他的代表团在埃里温等了他两天等待这位“失联的首领”。穆斯堡尔还与许多其他国家尤其是美国保持着极好的联系。穆斯堡尔极为重视教学。他讲课精彩且从不在学期内参加会议。他给予学生包括我本人充分的自由但当问题出现时他会给予帮助。1982年当明斯特大学邀请我担任教授时穆斯堡尔决定我的研究方向应随我一起走。他慷慨地安排我带走所有实验设备以便我能有一个最好的开局。他一向乐于合作不愿与昔日的学生和同事竞争。