Кіріспе

Көп бөлшектік жүйеде симметрияның немесе корреляцияның болуы/болмауы. Физикада тәртіп пен тәртіпсіздік терминдері көп бөлшектік жүйедегі белгілі бір симметрияның немесе корреляцияның болуын немесе болмауын көрсетеді. Конденсацияланған заттар физикасында жүйелер әдетте төмен температурада тәртіпті болады; қыздырғанда олар бір немесе бірнеше фазалық өтулерден аз тәртіпті күйлерге өтеді. Мұндай тәртіпсіздікке өтудің мысалдары: мұздың еруі: қатты-сұйық фазалық өту, кристалдық тәртіптің жоғалуы; Кюри температурасынан жоғары қыздыру арқылы темірдің демагнетизациялануы: ферромагниттік-парамагниттік фазалық өту, магниттік тәртіптің жоғалуы. Тәртіпті немесе тәртіпсіз күйге келтіретін еркіндік дәрежесі трансляциялық (кристаллдық тәртіп), айналу (ферроэлектрлік тәртіп) немесе спиндік күй (магниттік тәртіп) болуы мүмкін. Тәртіп толық кристалдық кеңістік тобының симметриясынан немесе корреляциядан тұруы мүмкін. Корреляциялар қашықтыққа байланысты қалай өзгеретініне қарай, ұзақ қашықтыққа дейінгі немесе қысқа қашықтыққа дейінгі тәртіп туралы айтылады. Егер тәртіпсіз күй термодинамикалық тепе-теңдікте болмаса, онда ол тоңазытқыш тәртіпсіздік деп аталады. Мысалы, шыны сұйықтықты тоңазыту (суперсуыту) арқылы алынады. Одан әрі, басқа тоңазытқыш күйлер спиндік шыны, бағдарлаушы шыны деп аталады. Кейбір жағдайларда тоңазытқыш тәртіпсіздіктің қарама-қарсысы – анельденген тәртіпсіздік болып табылады.

Желілік кезеңділік және рентгендік кристаллизм

Қатты денедегі тәртіптің ең қатаң түрі – торлық периодтылық: белгілі бір үлгі (атомдардың элементар жасушадағы орналасуы) кеңістікті трансляциялық инвариантты плиткаға айналдыру үшін қайта-қайта жүзеге асырылады. Бұл – кристаллдың анықтамалық қасиеті. Мүмкін болатын симметриялар 14 Брауэ торларына және 230 кеңістіктік топтарға жіктелген. Торлық периодтылық ұзақ қашықтықтағы тәртіпті білдіреді: егер бір ғана элементар жасуша белгілі болса, трансляциялық симметрия арқасында кез келген қашықтықтағы барлық атомдардың орналасуын дәл болжауға болады. 20 ғасырдың көп бөлігінде керісінше де шындық деп есептелді – 1982 жылы квазикристаллдардың табылуына дейін, олар толығымен детерминистік плиткалардың торлық периодтылыққа ие емес екенін көрсетті. Құрылымдық тәртіптен басқа, зарядтық тәртіп, спиндік тәртіп, магниттік тәртіп және құрамылық тәртіп қарастырылуы мүмкін. Магниттік тәртіп нейтрондық дифракцияда байқалады. Бұл термодинамикалық энтропиялық ұғым, көбінесе екінші реттік фазалық өту арқылы көрінеді. Жалпы айтқанда, жоғары жылу энергиясы тәртіпсіздікпен, ал төмен жылу энергиясы тәртіппен байланысты, бірақ одан да өзгеше жағдайлар кездеседі. Тәртіптік шыңдар төмен энергиядағы дифракциялық тәжірибелерде анық көрінеді.

Тыныққан бұзылу

Статистикалық физикада, егер жүйенің мінез-құлқын анықтайтын кейбір параметрлер уақыт өте келе өзгермейтін кездейсоқ шамалар болса, онда жүйе «тоңған тәртіпсіздікке» ие деп айтылады. Осы параметрлер «тоңған» немесе «мұздаған» деп аталады. Бұған спиндік шыны жақсы мысал. Тоңған тәртіпсіздік, параметрлердің өздігінен эволюциялануына рұқсат етілген «қыздырылған тәртіпсіздікке» қарама-қарсы келеді. Математикалық тұрғыдан алғанда, тоңған тәртіпсіздікті талдау, оның қыздырылған аналогына қарағанда қиын, себебі жылу шуы мен тоңған тәртіпсіздіктің орташа мәндері әртүрлі рөлдер атқарады. Оларға жақындау үшін аз ғана әдіс белгілі, көбінесе олар жуықтауларға негізделген. Тоңған тәртіпсіздікке ие жүйелерді талдау үшін қолданылатын кең таралған әдістерге, аналитикалық жалғастыруға негізделген «реплика әдісі» және жүйеге қосылған компоненттің бұзылысына жауабын талдайтын «қуыс әдісі» кіреді. Бұл әдістер көптеген жүйелерде эксперименттік нәтижелермен сәйкес келетін нәтижелер берсе де, процедуралар формальды түрде математикалық тұрғыдан негізделмеген. Жақындағы қатаң әдістер, Шеррингтон-Киркпатрик моделінде – спиндік шынының архетиптік моделінде – репликаға негізделген шешімнің дәл екенін көрсетті. Жол интегралдарын есептеуге негізделген функционалдық формализм толыққанды дәл әдіс болып табылады, бірақ оны практикада репликалық немесе қуыстық процедуралардан қолдану қиынырақ.

Жанынан шыққан ауру

Жүйедегі кейбір параметрлер оның анықтамасында кездейсоқ шамалар болғанда, бірақ олардың өзгеруі жүйені анықтайтын еркіндік дәрежелерімен байланысты болса, онда жүйе анельдік тәртіпсіздікке ие деп айтылады. Бұл, кездейсоқ шамалар өз мәндерін өзгерте алмайтын сөндірілген тәртіпсіздікке қарама-қарсы анықталады. Анельдік тәртіпсіздікке ие жүйелер математикалық тұрғыдан зерттеуге көбінесе оңайырақ болып саналады, себебі тәртіпсіздік бойынша есептелген орташа мән мен термодинамикалық орташа мән бірдей қарастырылуы мүмкін.