Techniklexikon

Spin-Spin-Relaxation

Supraleitung, Tieftemperaturphysik und -technik , transversale Relaxation (Bloch-Gleichungen), Begriff aus der Spektroskopie, insbesondere in NMR und ESR. Man spricht von Spin-Spin-Relaxation im Unterschied zur Spin-Gitter-Relaxation, bei der sich die Energie des angeregten Spinsystems ändert, indem thermische Energie an das Kristallgitter abgegeben wird.

Bei der Spin-Spin-Relaxation tauschen im allgemeinen gleichartige Spins Energie miteinander aus, so dass sich innerhalb einer charakteristischen Zeit T₂ die »Temperatur« des Spinsystems homogenisiert (Spintemperatur). Hierbei gibt ein Kern, der aus dem angeregten in den Grundzustand zurückkehrt, seine Energie an einen Nachbarkern ab, der dadurch angeregt wird. Dabei ändert sich nur die Phasenbeziehung der beiden beteiligten Spins zueinander.

In Festkörpern wird T₂ sehr viel kleiner als T₁ (Redfield-Theorie, motional narrowing). An T₂ ist die zeitliche Ausdehnung des Resonanzsignals (freier Induktionszerfall) gekoppelt, d.h. in Festkörpern kann das Signal sehr rasch abfallen (spezielle Messtechniken: Spinecho, MAS) bzw. die Resonanzlinie wird sehr breit (NMR-Linienform).

Der Effekt der Restinhomogenität (über das Probenvolumen) des bei der magnetischen Resonanz verwendeten äusseren Magnetfeldes B₀ wird gelegentlich als  bezeichnet, weil der Effekt für ein relativ zur natürlichen Linienbreite zu inhomogen gewähltes B₀ der eines effektiv geänderten T₂ ist, so dass es zu einer künstlichen Verbreiterung des Spektrums kommt.