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原子や分子の集まりが、エネルギーが低い状態より高い状態により多く分布していること。熱力学的な平衡からは離れており、過渡的な状態として実現する。光ポンピングを受けた原子や分子の集団は負の温度であり、レーザーメーザーに利用される。負の温度。