Spinntemperaturen är en partiell egenskap hos spindelsystemet med dimensionen temperatur [1] [2] . Används ofta för att beskriva egenskaperna hos elektroniska och nukleära paramagneter i ett externt magnetfält .
Enligt GOST IEC 60050-113-2015 är temperatur en egenskap av frihetsgraden för en mikropartikel ( elektron , atom , molekyl , etc.) [3] , det vill säga för ett icke-jämviktssystem "... många olika temperaturer kan tas i beaktande, ... motsvarande olika energiflöden . Till exempel kan du ange temperaturerna för translationella och spinorrörelser, strålningstemperaturen, etc." [4] . När temperaturerna för alla frihetsgrader är lika, vilket sker i ett tillstånd av termisk jämvikt i ett termodynamiskt system, talar man helt enkelt om systemets temperatur [3] .
Såsom applicerat på fasta ämnen återspeglar begreppet spinntemperatur det faktum att kärnspinn är relaterade till varandra genom dipolmagnetiska interaktioner som är mycket starkare än med ett kristallgitter . I enlighet med begreppet spinntemperatur antas det att ett tillstånd av kvasi-jämvikt ( spin-spin- relaxation ) etableras i systemet av interagerande spins, vilket uppnås under en tid som är mycket kortare än tiden för spin-gitter-relaxation . Detta tillstånd kännetecknas av spinntemperaturen, som i ett externt magnetfält på grund av skillnaden i relaxationstider kan skilja sig från kristallgittrets temperatur [1] [5] [2] . Efter att spinnsystemet kommer i jämvikt med gittret blir deras temperaturer lika. Med hjälp av begreppet spinntemperatur kan man beräkna spin-gitter-relaxationstiderna för godtyckliga kärnspinn och godtyckliga magnetfält [6] .
I ett externt magnetfält delas energinivåerna för paramagnetiska partiklar upp i magnetiska subnivåer ( Zeeman-effekten ), vars omvända population (som uppnås genom att pumpa spindelsystemet med energi) motsvarar en spintemperatur som är negativ på Kelvin-skalan .
Under vissa förhållanden kan ett och samma fysiska system samtidigt karakteriseras av flera spinntemperaturer (till exempel Zeeman- och spin-spin- temperaturer ) [1] [7] .
I magnetiskt ordnade system ( ferromagneter och antiferromagneter ) fungerar den effektiva temperaturen i magnondelsystemet som en analog till spintemperaturen [1] .
Casimir och du Pré (1938) var de första som påpekade, i förhållande till elektronmagnetism, vikten av att isolera spinnfrihetsgrader till ett separat termodynamiskt delsystem med sin egen karakteristiska temperatur [8] , och Pound och Purcell (1948) utökade begreppet spinntemperatur till kärnmagnetism [9] .