Teplota rotace je dílčí charakteristika subsystému rotace mající rozměr teploty [1] [2] . Široce používaný k popisu vlastností elektronických a jaderných paramagnetů ve vnějším magnetickém poli .
Podle GOST IEC 60050-113-2015 je teplota charakteristikou stupně volnosti mikročástice ( elektronu , atomu , molekuly atd.) [3] , tedy pro nerovnovážný systém „... mnoho lze uvažovat různé teploty, ... odpovídající různým tokům energie . Můžete například zadat teploty translačních a spinorových pohybů, teplotu záření atd.“ [4] . Když jsou teploty všech stupňů volnosti stejné, což probíhá ve stavu tepelné rovnováhy v termodynamickém systému, mluví se zjednodušeně o teplotě systému [3] .
Jak je aplikováno na pevné látky , koncept teploty rotace odráží skutečnost, že jaderné rotace spolu souvisí dipólovými magnetickými interakcemi mnohem silnějšími než s krystalovou mřížkou . V souladu s koncepcí spinové teploty se předpokládá, že v systému interagujících spinů je nastolen stav kvazi-rovnováhy ( spin-spin relaxace ), kterého je dosaženo za čas mnohem kratší, než je doba spin-mřížkové relaxace. . Tento stav je charakterizován teplotou spinu, která se ve vnějším magnetickém poli v důsledku rozdílu relaxačních dob může lišit od teploty krystalové mřížky [1] [5] [2] . Poté, co se spinový systém dostane do rovnováhy s mřížkou, jejich teploty se vyrovnají. Pomocí konceptu spinové teploty lze vypočítat relaxační časy spinové mřížky pro libovolné jaderné spiny a libovolná magnetická pole [6] .
Ve vnějším magnetickém poli jsou energetické hladiny paramagnetických částic rozděleny do magnetických podúrovní ( Zeemanův efekt ), jejichž inverzní populace (dosažená pumpováním spinového subsystému energií) odpovídá záporné spinové teplotě na Kelvinově stupnici .
Za určitých podmínek může být jeden a tentýž fyzikální systém charakterizován současně několika teplotami rotace (například Zeemanovy a teploty rotace ) [1] [7] .
V magneticky uspořádaných systémech ( feromagnetika a antiferomagnetika ) působí efektivní teplota magnonového subsystému jako analog teploty rotace [1] .
Casimir a du Pré (1938) jako první poukázali v souvislosti s elektronovým magnetismem na důležitost izolace spinových stupňů volnosti do samostatného termodynamického subsystému s vlastní charakteristickou teplotou [8] , a Pound a Purcell (1948) rozšířili koncept spinové teploty k jadernému magnetismu [9] .