Мессба́уэровская спектроскопи́я, метод изучения взаимодействия ядра с электрическими и магнитными полями, создаваемый его окружением, основанный на использовании эффекта Мессбауэра.
Эти взаимодействия вызывают сдвиги и расщепления мессбауэровских линий. Энергия таких взаимодействий меньше или равна 10-4эВ. Но сверхтонкая структура мессбауэровской линии наблюдается благодаря малой естественной ширине линии. Идея Мессбауэра заключалась в том, чтобы использовать эффект Доплера и с помощью движения механического источника g-излучения «расстроить» резонанс. В этом случая можно определить ширину линии возбужденного уровня Мессбауэра эффект), пересчитав с помощью формулы Доплера интервал скоростей, при которых наблюдается резонанс, в интервал частот или энергии g-кванта.
Если источник g-излучения движется со скоростью v относительно поглотителя, то энергия g-кванта меняется на величину ΔЕ= Еоv/с, где Ео — энергия g-перехода. Перемещение со скоростью v в интервале 0, 1-1, 0 см приводит к смещению линии на величину порядка ее естественной ширины. Измеряя зависимость величины резонансного поглощения от v (спектр мессбауэровского резонансного поглощения), находят то значение скорости, при котором линии испускания и поглощения находятся в точном резонансе, то есть когда поглощение максимально. По величине v определяют смещение ΔЕ между линиями испускания и поглощения для неподвижных источника и поглотителя. Мессбауэровские спектрометры измеряют зависимость резонансного поглощения g-квантов от скорости источника g-излучения. Максимум поглощения наблюдается, когда сдвиг мессбауэровской линии, вызванный этим взаимодействием, компенсируется доплеровским сдвигом.
Под влиянием внутренних электрических и магнитных полей, действующих на ядра атомов в твердых телах, а также под влиянием внешних факторов (давление, внешние магнитные поля) могут происходить смещения и расщепления уровней энергии ядра, а, следовательно, изменения энергии перехода. Так как величины этих изменений связаны с микроскопической структурой твердых тел, изучение смещения линий испускания и поглощения дает возможность получить информацию о строении твердых тел. В большинстве же случаев в спектрах наблюдаются несколько линий (так называемая сверхтонкая структура), обусловленных взаимодействием атомных ядер с внеядерными электрическими и магнитными полями. Характеристики сверхтонкой структуры зависят как от свойств ядер в основном и возбужденном состояниях, так и от особенностей структуры твердых тел, в состав которых входят излучающие и поглощающие ядра.
Чувствительность формы мессбауэровского спектра к динамическим эффектам используется в мессбауэровской спектроскопии для изучения диффузии атомов, спиновой релаксации, динамических явлений при фазовых переходах. Регистрация вторичных частиц, сопровождающих распад возбужденного состояния ядра после резонансного поглощения g-кванта, позволяет изучать поверхности твердых тел.