La spettroscopia Mössbauer (o di assorbimento risonante di raggi γ) si basa sull’omonimo effetto consistente nell’emissione senza perdita di energia di raggi γ e nel loro assorbimento risonante da parte di specifici nuclei atomici nei solidi. Gli isotopi più comuni per i quali si verifica l’effetto Mössbauer, che vengono di conseguenza sfruttati in questa tecnica spettroscopica, sono 57Fe, 119Sn, 121Sb, 153Eu e 197Au.

Il laboratorio di spettroscopia Mössbauer analizza l’attività dell’isotopo 57Fe. Il laboratorio sfrutta le potenzialità investigative della spettroscopia Mössbauer per lo sviluppo di ricerche sia di base sia a carattere applicativo nei campi delle Scienze della Terra, dei Beni Culturali, dei Materiali, Chimiche, Fisiche e Biologiche. Un così ampio spettro di possibili applicazioni è dovuto alla notevole versatilità del metodo e soprattutto dai molteplici ruoli svolti dal Fe. Risulta di grande rilevanza, ad esempio, la gamma di proprietà ottiche, elettriche, magnetiche, meccaniche e fluodinamiche impartite da Fe2+ e Fe3+ ai vari materiali oggetto di interesse delle discipline menzionate. 

La tecnica opera su quantità molto ridotte di campione (10-100 mg), ridotto in polvere al fine di non avere orientazioni preferenziali. Il rapporto Fe3+/FeTot viene determinato quantitativamente senza interagire chimicamente con il materiale. Le misure vengono effettuate sia a temperatura ambiente sia a bassa temperatura (in azoto liquido, fino a –200 °C), allo scopo di migliorare l’accuratezza e la precisione delle determinazioni. Inoltre, per scopi specifici, è possibile operare anche in alta temperatura (fino a ∼700 °C).

Mediante questa spettroscopia si possono eseguire analisi di: minerali, rocce, vetri, reperti archeologici, materiali metallici e ceramici di interesse industriale, e in generale sostanze solide cristalline ed amorfe, sia inorganiche sia organiche. 

I risultati consistono nella quantificazione dei rapporti Fe3+/FeTot, nella definizione della geometria di coordinazione e delle sue distorsioni, nella individuazione della presenza di componenti magnetiche e nella stima della dimensione delle (nano)particelle magnetiche.