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相変
相転移とは、臨界パラメータ値においてシステムのマクロな特性が急激に質的変化する現象であり、水の凍結・磁石の消磁・気体の凝縮などが、まったく異なる物理系にわたる深い構造的類似を明らかにする。
概要
相転移において、系は発散する相関長によって特徴付けられる普遍的挙動を示し、小さな摂動が系全体の応答を引き起こすことがある。1970年代にケネス・ウィルソンが発展させた繰り込み群の枠組みは、液気転移と磁気秩序形成ほど異なる現象になぜ同一の数学的指数が現れるかを説明し、ウィルソンが1982年にノーベル賞を受賞した大きな成果となった。
なぜ重要か
相転移は、微視的な詳細は臨界挙動に無関係であり、対称性と次元数のみが重要であることを証明することで物理学を変革した。この洞察は凝縮系物理学を基礎的場の理論に結びつけ、材料加工・相変化メモリ技術・創発と還元をめぐる哲学的議論にも影響を与えた。