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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 Spin-Spin-Relaxation 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.

 

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