långrangeordnad

Långrangeordnad är ett begrepp i fysik och materialvetenskap som beskriver ett tillstånd där vissa korrelationer mellan delar av ett system bevaras på avstånd som går mot oändligheten. Det innebär att ett ordnat mönster eller en ordningsparameter inte faller till noll när avståndet mellan delarna ökar, vilket ofta kännetecknar en fas där symmetri bryts. Långrangeordning är en grundläggande markör för olika faser och förknippas med tydlig skenbar ordning i termodynamiska gränser.

Det finns olika typer av långrangeordning. Diagonalt långrangeordnat (DLRO) hänvisar till att densitets- eller korrelationsfunktionen mellan partiklar bibehåller ett icke-nollvärde vid stora avstånd, vilket återspeglar kristallin ordning eller periodiska strukturer såsom kristaller eller laddningsvågor. Off-diagonalt långrangeordnat (ODLRO) används särskilt i kvantsystem och beskriver att den motsvarande enpartikel- eller many-body densitetsmatris har ett icke-nollgränsvärde, vilket är kopplat till kvantmekanisk sammanflätning, Bose–Einstein-kondensation och superfluiditet.

Fysiska exempel är kristaller som uppvisar translational långrangeordning, ferromagneter med magnetisk långrangeordning och superfluider där ODLRO uppträder. I tvådimensionella system och vid finite temperatur kan kontinuerliga symmetrier inte brytas enligt vissa teorem (till exempel Mermin–Wagner), vilket innebär att faktisk långrangeordning inte uppstår i praktiken under dessa förhållanden; i sådana system kan korrelationer falla av i takt med avståndet utan att nå ett konstant värde (så kallad quasi-långrangeordning i vissa fall).

Långrangeordning kan mätas via korrelationsfunktioner och strukturfaktorer som visar Bragg-peaks i diffraktionsmönster. Begreppet är centralt för klassificering av faser, fasövergångar och egenskaper hos material samt för förståelse av kvantmekaniska tillstånd i condensater.