Qu'est-ce que « Phases et paramètres d’ordre » ?

Une transition de phase est un changement non régulier de l’état d’équilibre d’un système lorsqu’un paramètre de contrôle ($T$, $P$, $B$) franchit une frontière. Son comptable est le paramètre d’ordre : une grandeur nulle dans la phase désordonnée et non nulle dans la phase ordonnée — l’aimantation $m$ d’un ferroaimant, la différence de densité $\rho_{\text{liq}} - \rho_{\text{gaz}}$ d’un fluide, la fraction condensée du Chapitre 19. Les transitions sont de deux sortes : du premier ordre (le paramètre d’ordre saute ; chaleur latente ; les phases coexistent — ébullition, fusion) et continues (le paramètre d’ordre croît depuis zéro ; pas de chaleur latente ; fluctuations déchaînées — le point de Curie, le point critique, l’hélium superfluide). Quand l’état ordonné doit choisir parmi des options équivalentes — le nord d’un aimant doit bien pointer quelque part — la transition brise une symétrie que les lois sous-jacentes respectent : thème qui reviendra, aux enjeux les plus hauts, avec le mécanisme de Higgs. Le moteur derrière chaque cas est l’énergie libre $F = E - TS$ (Proposition 17.2) : l’énergie favorise l’ordre, l’entropie favorise le désordre, et $T$ fixe le taux de change — les frontières de phase sont là où les comptes s’égalisent.