fasetransisjonen

Fasetransisjonen er en prosess der et system endrer sin fysiske fase når en kontrollparameter, typisk temperatur eller trykk, passerer en grense. Overgangen innebærer ofte endringer i struktur og symmetri og kan være plutselig eller gradvis. Begrepet er relevant i væsker og faste stoffer, magnetiske materialer og andre many-systems.

Det finnes ulike typer fasetransisjoner. Førstefors, eller first-order, kjennetegnes ved en diskontinuerlig endring av ordensparameteren og ved at systemet frigjør eller tar opp latent energi ved fasegrensen, ofte med hysterese. Kontinuerlige, eller second-order, overgang kjennetegnes ved at ordensparameteren går til null gradvis, korrelasjonslengden divergerer og det forekommer ingen latent varme. Det finnes også mer komplekse scenarier i utvidede eller komponentbaserte systemer.

Nøkkelbegreper inkluderer ordensparameteren, som måler graden av orden i systemet, og symmetribryting: ved en faseovergang velger systemet en ny ordning som vanligvis bryter en tidligere symmetri. Kritiske fenomener observeres nær kontinuerlige overganger og kjennetegnes av universelle kritiske eksponenter og skalert oppførsel, slik at detaljer i mikroskopien ofte ikke avgjør oppførselen.

En teoretisk ramme inkluderer Landau-teori som en tidlig modell, samt renormalisering og universelle kategorier som beskriver kritisk oppførsel. Fasetransisjoner observeres i mange områder: kondensmateriell som is-vann-damp, magnetiske materialer som ferromagnetisme, og superledere ved kritisk temperatur; kvantefasetransisjoner våger seg inn i null-temperatur og styres av andre parametere som trykk eller felt.

Forståelsen av fasetransisjoner er viktig for å forklare materialegenskaper, fasekart og teknologiske anvendelser som magnetlagring og superledende enheter.