고체 중에 있는 원자핵 이 반복되어 튀지 않고 Υ선을 뿜어 내거나 흡수하는 현상. 감마선의 공명 흡수라고도 한다. 뫼스바우어 효과는 복사에 의한 흡수나 방출이 발생되는 사이 복사선과 원자핵 이 서로 부딪칠 경우 이로 인해 에너지가 소멸되지 않도록 고체 격자의 원자핵을 변동하지 않게 함으로써 발생할 수 있다.

1957년 뫼스바우어에 의해서 발견된 이 효과는 여러 가지의 과학 현상의 연구에 밑바탕이 될 수 있는 방법을 제시하고 있다.

뫼스바우어 효과에 대하여 그 근원적 원리를 이해하기 위해서는 몇 가지의 기본 원리를 이해하여야만 그 일체를 파악할 수 있다.

첫 번째는 도플러 이동을 이해해야 한다. 기차가 요란한 기적 소리를 내면서 멀리서 다가온다고 할 때 점점 가까워질수록 소리의 울림은 그만큼 커지고, 멀어질수록 소리의 울림도 작아지게 된다. 도플러 공식의 이론은 파동에 따른 진동수와 그에 따른 변화를 기관차 의 속도와의 관계로 1차 함수로 나타낼 수 있다. 같은 이치로 어떠한 원자핵이 감마선의 빛의 인자라고 할 수 있는 파장 속도의 형태를 띠며 전자기 에너지를 뿜어 낸다고 할 때 또한 도플러 효과가 발생된다. 에너지의 움직임으로 알 수 있는 진동수의 변화는 원자핵이 이러한 변화를 확인하고자 하는 사람에 대해 얼마만큼 속도에 변화를 줄 수 있는지에 따라 달라질 수 있다.

두 번째 원리는 원자핵의 반동을 들 수 있다. 이것은 권총으로부터 실탄이 발사 되는 과정을 이해하면 쉽다. 예를 들면 총을 쏘려고 하는 사람이 강하게 잡고 쏘았느냐, 약하게 잡고 쏘았느냐에 따라 움직임의 폭은 다르게 나타난다. 즉, 총을 약하게 잡고 쏘았다면 권총은 크게 움직이나 이와 달리 총을 쏘려고 하는 사람이 총을 단단히 고정한 상태에서 쏘았다면 그 움직임은 훨씬 작았을 것이다.

두 가지 상황에서 일어나는 차이는 운동량(즉, 질량과 속도를 곱한 것)이 유지된다고 하는 사실이다.

원자핵 또한 똑같은 법칙이 작용될 수 있다. 복사가 감마선의 형태를 띠며 뿜어져 나온다고 할 때, 감마선에 작용하는 운동량에 의해 핵에 존재하고 있는 원자에 반동(튀김) 현상이 일어난다. 반대로 원자핵이 복사를 흡수하는 경우에도 같은 반동 현상은 일어나게 된다.

마지막의 원리는 원자핵에 의해 발생되는 감마선의 흡수 원리를 알아야 한다. 원자핵의 경우는 어떠한 정해진 에너지 상태에서만 나타날 수 있다. 흡수되는 감마선의 에너지 크기는 원자핵이 나타날 수 있는 두 가지 형태의 에너지 차이와 일치되어야 한다. 이러한 흡수를 공명 흡수라고 한다. 어떠한 자유로운 원자핵 에서 뿜어져 나오는 감마선은 또 다른 비슷한 원자핵에 의해 공명 흡수되지 않는다. 이유는 감마선을 뿜어 내면서 원자핵은 반동에 의한 운동 에너지가 생겨나서 뿜어져 나온 감마선은 반동에 의한 에너지만큼의 에너지가 없어지게 된다. 그러므로 감마선 에너지는 공명 에너지의 것보다 작아지게 된다. 뫼스바우어 효과의 응용 원리는 서로 성질이 다른 고체에 같은 종류의 원자핵을 집어 넣을 경우, 복사 를 뿜어 내거나 바닥으로부터 떠 오른 상태에 있는 한, 고체는 복사를 흡수하거나 바닥에 남아 있는 고체에 의해 최초로 고체에서 뿜어져 나온 감마 복사가 공명 흡수되어진다.

뫼스바우어 효과를 알 수 있는 장치로서는 통상적으로 방사성 물질에서 뿜어져 나오는 감마선이 바닥 상태에 존재하는 같은 동위 원소를 포함하고 있는 흡수 물질을 이용하여 통과되는 상황을 측정함으로써 관찰할 수 있다. 이와 같은 실험에서 쓰여지는 기구로서는 감마선 자체의 에너지 값과 근접하고 있는 상태에서 발생되는 도플러 이동을 측정하기 때문에 '뫼스바우어 효과 도플러 속도 분광계'라고 불리운다. 방사성 물질은 일정한 속도로 움직이는 전기 변환기 위에 놓여 있다. 뿜어져 나온 감마선의 에너지는 도플러 효과 의 영향을 받아 속도와 비례 관계로서 그 움직임이 변화된다. 이를테면 외부로부터의 다른 영향을 받지 않는 한 방사성 물질과 공명 흡수체간의 원자핵들은 같다. 전기 기계 변환기를 가까이 가지고 가거나 멀리하는 것과는 관계없이 일정하게 속도가 커진다면 도플러 이동에 의해 공명 흡수는 일어나지 않는다. 뫼스바우어 효과에 대한 동위 원소의 적합성에 대하여는 35종 이상의 같은 원소를 통하여 뫼스바우어 효과 를 확인할 수 있다. 뫼스바우어 효과에 접근할 수 있는 동위 원소가 되려면 안정된 상태를 유지하여야 한다. 즉 바닥 상태에서 유지하고 있는 시간이 길어야 하고, 감마선 을 뿜어 내며 낮은 에너지 상태로 변화할 수 있는 적당한 높이로 떠올라 있는 에너지 상태가 되어야 한다. 감마선 은 될 수 있는 대로 핵 변화에 의한 에너지를 모두 갖고 있으면서 열 진동에 따라 선폭이 넓어지지 않는다. 그러므로 바닥 상태에 있는 원자핵으로부터 발생되는 반동이 전혀 없는 공명재의 흡수와 동일의 에너지를 뿜어 낸다. 자유로운 원자의 튀김 에너지의 크기는 보통 뫼스바우어 효과를 결정짓기 위하여 150keV 미만의 에너지를 포함하고 있는 감마선이어야 한다. 뫼스바우어 효과는 그 어떠한 방법보다 정확하게 진동수를 제어할 수 있는데, 이용되는 자기파(감마선)를 만들 수 있는 방법을 제공함으로써 여러 가지 면에서 폭넓게 응용할 수 있는 터전이 되었다. 이에 따라 원자핵과 그 주변 인자들과의 상호 작용의 측정에도 크게 응용되었으며, 반동이 없는 감마선을 이용할 경우 정확한 에너지의 분해 기능을 얻을 수 있다. 또한 뫼스바우어 효과는 과학 분야의 여러 영역에서 응용되어진다. 상대론 연구에 있어서 전자 복사가 중력이 일어나는 곳을 통과하는 동안에 발생되는 전자기 복사 에너지 변화를 직접 확인할 수 있게 만들었다. 이에 따라 지구의 중력이 발생되는 곳으로부터 2,260㎝의 거리를 수직으로 통과하는 사이에 발생되는 감마선 에너지 의 변화를 없애 주는데 필요한 도플러 이동을 측정함으로써 증명되었으며, 복사체의 온도가 상승되는 것에 따라 반동 이 없는 감마선의 에너지가 감소된다는 것도 확인되었다. 핵 물리학에서도 뫼스바우어 효과는 여러 방면에서 응용되고 있다. 뫼스바우어 효과를 응용하여 무너지는 원자핵의 에너지 준위폭이라 할 수 있는 감마선의 선폭을 측정할 수 있다. 원자핵과 전하 사이의 정전기적 상호 작용에 의해 발생되는 원자핵의 감마선 에너지 변화는 원자핵이 튀어 오른 상태에서 일어나는 원자핵과 전하 사이의 반지름에 대한 변화를 측정할 수 있게 하였다. 이성핵 이동 또는 미세 구조의 균열 현상은 뫼스바우어 스펙트럼을 통하여 간단하게 측정할 수 있다. 이 외에 뫼스바우어 효과는 또 다른 영역에서의 활용도가 크지만 고체 물리학에서의 응용은 격자동역학·초미세 상호 작용의 분야에서는 더욱더 활용 범위가 크다고 할 수 있다. 반동이 없는 복사의 비율은 공명 흡수의 정도에 따라 알 수 있는데, 이것을 측정하는 것에 따라 고체 내열 운동의 평균 제곱 진폭을 알 수 있다. 단결정들을 이용하는 데 따라 열 운동의 진폭은 특정한 결정학상의 방향을 통하여 알 수 있다. 이와 같은 것은 격자동 역학적 모형을 통한 시험에 있어서 수단을 제공하여 준다. 또한 초미세 작용은 강자성체·준강자성체·반강자성체 연구에 활용되며 초미세 작용에 의해 자기 이온으로 형성된 격자의 자화를 확인할 수 있으며, 자기 상호 작용과 그것들의 온도 의존성을 이해하는 데 도움이 된다.

화학 분야에서의 응용은 이성핵 이동과 사중극자 균열에 의하여 활용된다. 이와 같은 기법들은 혈액 단백질을 비롯하여 주석·철의 금속- 유기 화합물과 철· 주석· 요오드· 희토류 원소 등의 무기 화합물 연구에 주로 활용되어 왔으며, 클레트레이트·촉매제를 희석시킨 뫼스바우어 원소가 포함되어 있는 유리질 등의 연구에 활용되고 있다.