Un changement qualitatif, souvent non analytique, de l'état macroscopique d'un système produit lorsqu'un paramètre de contrôle franchit un seuil dans la limite appropriée de taille ou de couplage du système.

Principe

Se produit lorsque des degrés de liberté collectifs se réorganisent de sorte que des observables macroscopiques changent de façon discontinue ou présentent un comportement d'échelle singulier lorsque le paramètre varie.

Démonstration

Coexistence liquide-vapeur : pour une courbe pression-température spécifique un fluide unique se sépare en deux phases de densités différentes ; au point critique la distinction disparaît avec une longueur de corrélation divergente.

Mauvaise application

Qualifier de transition de phase une dérive graduelle d'un observable en taille finie alors que le changement ne se précise pas avec l'augmentation de la taille du système.

Conséquence

Conduit à des lois macroscopiques émergentes, de nouvelles excitations collectives et à un comportement d'échelle universel près des points critiques lorsque le système est suffisamment grand.

Inversion

Un croisement lisse : une variation de paramètre qui modifie les observables continûment sans comportement singulier ni brisure de symétrie nouvelle.

Limite

Défini dans la limite thermodynamique ou grande taille ; les systèmes finis montrent un comportement arrondi ou déplacé et n'exhibent pas de véritables non-analyticités.

Tension sémantique

Le terme est souvent confondu avec des changements rapides mais analytiques ; une vraie transition implique un comportement singulier ou une mise à l'échelle nette dans la limite appropriée.

Synthèse

Une transition de phase est la réorganisation des degrés de liberté collectifs qui produit des régimes macroscopiques qualitativement distincts, caractérisés par des changements singuliers ou à mise à l'échelle marquée des observables.