Temperatura de centrifugare

Temperatura de spin este o caracteristică parțială a subsistemului de spin  având dimensiunea temperaturii [1] [2] . Utilizat pe scară largă pentru a descrie proprietățile paramagneților electronici și nucleari într-un câmp magnetic extern .

Conform GOST IEC 60050-113-2015, temperatura este o caracteristică a gradului de libertate al unei microparticule ( electron , atom , moleculă etc.) [3] , adică pentru un sistem de neechilibru „... multe pot fi introduse în considerare diferite temperaturi, ... corespunzând diferitelor fluxuri de energie . De exemplu, puteți introduce temperaturile mișcărilor de translație și spinoare, temperatura radiației etc. [4] . Când temperaturile tuturor gradelor de libertate sunt egale, ceea ce are loc într-o stare de echilibru termic într-un sistem termodinamic, se vorbește pur și simplu de temperatura sistemului [3] .

Descriere

Așa cum este aplicat la solide , conceptul de temperatură de spin reflectă faptul că spinurile nucleare sunt legate între ele prin interacțiuni magnetice dipol mult mai puternice decât în ​​cazul unei rețele cristaline . În conformitate cu conceptul de temperatură de spin, se presupune că o stare de cvasi-echilibru ( relaxarea spin-spin ) se stabilește în sistemul de spin-uri care interacționează, care se realizează într-un timp mult mai scurt decât timpul de relaxare spin-spin. . Această stare se caracterizează prin temperatura de spin, care într-un câmp magnetic extern datorită diferenței timpilor de relaxare poate diferi de temperatura rețelei cristaline [1] [5] [2] . După ce sistemul de spin intră în echilibru cu rețeaua, temperaturile lor devin egale. Folosind conceptul de temperatură de spin, se pot calcula timpii de relaxare spin-latice pentru spinuri nucleare arbitrare și câmpuri magnetice arbitrare [6] .

Într-un câmp magnetic extern, nivelurile de energie ale particulelor paramagnetice sunt împărțite în subniveluri magnetice ( efectul Zeeman ), a căror populație inversă (realizată prin pomparea subsistemului de spin cu energie) corespunde unei temperaturi de spin negative pe scara Kelvin .

În anumite condiții, unul și același sistem fizic poate fi caracterizat simultan prin mai multe temperaturi de rotație (de exemplu, temperaturile Zeeman și spin-spin ) [1] [7] .

În sistemele ordonate magnetic ( feromagneți și antiferomagneți ), temperatura efectivă a subsistemului magnon acționează ca un analog al temperaturii de spin [1] .

Context istoric

Casimir și du Pré (1938) au fost primii care au subliniat, în legătură cu magnetismul electronic, importanța izolării gradelor de libertate de spin într-un subsistem termodinamic separat, cu temperatura proprie proprie [8] , iar Pound și Purcell (1948) au extins conceptul de temperatură de spin la magnetismul nuclear [9] .

Vezi și

Note

  1. ↑ 1 2 3 4 Temperatura de rotație - articol din Enciclopedia fizică
  2. ↑ 1 2 Temperatura de rotație - articol din Marea Enciclopedie Sovietică
  3. ↑ 1 2 GOST IEC 60050-113-2015. Dicţionar electrotehnic internaţional. Partea 113. Fizica în inginerie electrică . Preluat la 16 iulie 2018. Arhivat din original la 16 iulie 2018.
  4. ↑ Zhilin P. A., Mecanica continuă rațională, 2012 , p. 48.
  5. ↑ Abraham A., Goldman M., Nuclear magnetism, vol. 1, 1984 , p. 17.
  6. ↑ Abraham A., Nuclear Magnetism, 1963 , p. 334.
  7. ↑ Pokazaniev și colab., 1975 .
  8. ↑ Goldman M., Spin temperature and RMN in solides, 1972 , p. 6.
  9. ↑ Abraham Anatole. Temperatura de centrifugare (link inaccesibil) . Timpul înapoi sau Fizician, fizician, unde ai fost, M .: Nauka, 1991, p. 205 . Data accesului: 1 martie 2015. Arhivat din original pe 2 aprilie 2015. 

Literatură