Т2 релаксация, более сложная. Каждый отдельный протон вращается вокруг собственной оси. Хотя они могут вращаться с одинаковой скоростью, их вращение не в фазе или, другими словами, фазовая когерентность отсутствует.
Но если применить 90° РЧ импульс, происходят интересные изменения. Помимо отклонения суммарного вектора намагниченности в плоскость X-Y, протоны начнут вращаться в фазе.
Сразу после воздействия 90° РЧ импульсом суммарный вектор намагниченности (называемый поперечной намагниченностью) начинает вращаться в плоскости X-Y вокруг оси Z. Все векторы имеют одно и то же направление, потому что они находятся в фазе. Однако они не сохраняют это состояние.
Каждый протон можно представить как крошечный стержневой магнит с северным и южным полюсами. И два полюса одного знака отталкиваются друг от друга. Магнитные поля каждого вектора влияют друг на друга. Векторы будут вращаться с разными скоростями, и поэтому не смогут иметь одинаковое направление: они начнут смещаться по фазе. Сначала количество дефазированных векторов будет небольшим, но быстро увеличивающимся до момента, когда фазовая когерентность исчезнет. Но, тем не менее, вся группа векторов все еще будет вращаться в плоскости X-Y перпендикулярно оси Z.
Этот процесс перехода из ситуации полного совпадения фаз к ситуации совершенного отсутствия фазы называется Т2 релаксацией.