faasimuutust

Faasimuutos tarkoittaa tilan makroskooppista muuttumista ulkoisten olosuhteiden muutoksen seurauksena. Yleisiä vaikuttavia tekijöitä ovat lämpötila, paine ja ulkoinen magneettikenttä. Tällöin järjestelmän rakenne ja ominaisuudet, kuten tiheys, magnetismi tai sähkönjohtavuus, voivat muuttua merkittävästi.

Faasimuutokset voidaan luokitella pääasiassa epäjatkuviin ja jatkuviin muutosilmiöihin. Epäjatkuva faasimuutos liittyy latentin lämpöön: järjestelmä muuttaa tilaa äkillisesti, ja kahden faasin välillä voi esiintyä samanaikaisesti. Esimerkkejä ovat veden jähmettyminen ja kiehuminen. Jatkuva faasimuutos etenee ilman latenttia lämpöä, ja ominaisuudet voivat muuttua asteittain; kriittisissä pisteissä korrelaatiot kasvavat ja muutokset voivat olla suuria.

Mekanismin ymmärrys rakentuu termodynamiikan ja tilastollisen mekanikan varaan. Keskeinen käsite on järjestysparametri, joka kuvaa faasimuutoksen yhteydessä syntyvän järjestäytymisen määrää. Gibbsin vapaa energia määrittää, milloin muutos tapahtuu, ja kriittisissä pisteissä ominaisuuksien vaihtelut voivat olla suuria sekä ilmiöitä voidaan luokitella universaalisuusluokkiin.

Esimerkkejä laajassa mittakaavassa ovat veden jäätyminen ja kiehuminen sekä terästen faasimuutokset lämpötilan ja paineen muuttuessa. Myös magneettiset siirtymät, kuten ferromagneettinen siirtymä, kuuluvat faasimuutoksiin. Faa­simuutosten tutkimus on keskeistä materiaalitieteessä ja teoreettisessa fysiikassa, ja siihen liittyy kokeellista mittausta sekä teoreettisia malleja universaalisuuden ja kriittisten ilmiöiden ymmärtämiseksi.