relaxatietijden

Relaxatietijden, in het Nederlands meestal vertaalbaar als relaxation times, zijn tijdschalen waarop een systeem terugkeert naar evenwicht nadat het buiten zijn evenwicht is gebracht. Ze geven aan hoe snel energie, orde of populaties zich herstellen na een verstoring en worden uitgedrukt in seconden of andere tijdseenheden.

In veel systemen volgt de relaxatie een exponentiële afname van de afwijking van de evenwichtstoestand. De tijdsconstante τ is dan de tijd die nodig is om de afwijking te doen afnemen tot ongeveer 37 procent van de oorspronkelijke waarde. Voorbeelden zijn elektrische RC-circuiten (τ = RC) en mechanische demping in trillende systemen.

Naast eenvoudige exponentiële relaxatie zien veel materialen en processen multi-exponentiële of niet-exponentiële relaxatie. Dit gebeurt wanneer verschillende processen met verschillende tijden tegelijk bijdragen, zoals in glasachtige materialen, complexe vloeistoffen of biomoleculaire systemen. Modellen variëren van meerdere tijdsconstanten tot stuuraantoonde (stretched exponential) gedrag.

Metingen van relaxatietijden gebeuren door een systeem kortstondig te perturbëren en de terugkeer naar evenwicht te volgen. Voorbeelden zijn magnetisatie-relaxatie in kernspinresonantie (T1 en T2), diepte- en fluorecentierelaxatie, of chemische terugkeer naar concentratie-evenwicht. De interpreteerbare waarde van τ hangt af van het gebruikte model en de materialen of samenstellingen.

Relaxatietijden leveren inzicht in dynamiek: snel reagerende systemen hebben korte τ, langzamer reagerende systemen lange τ. Ze zijn essentieel voor ontwerp en begrip van elektronische schakelingen, materialen, eiwitdinamiek enKineticiteit van reacties, en bepalen welke tijdschalen relevant zijn voor toepassingen en apparaten.