Phasengemische, Phasenübergänge, Stabilität der Materie

Zusammenfassung

Die beiden großen Themen dieses letzten Kapitels sind Phasengemische und Phasenübergänge, sowie eine heuristische Diskussion der Stabilität makroskopischer Materie. Phasenübergänge werden sowohl aus dem Blickwinkel der Thermodynamik behandelt als auch im Rahmen von diskreten Modellen der Statistischen Mechanik. Phasengemische lassen sich sehr schön geometrisch analysieren und veranschaulichen. Für Phasenübergänge in diskreten Systemen liefert das Ising-Modell, dessen einfachste Versionen wir behandeln, eine gute Einführung. Die Analyse der Bedingungen dafür, wann makroskopische Materie stabil ist, also weder implodiert noch explodiert, besteht in einfachen Abschätzungen der Grundzustandsenergien und – bei positiven Temperaturen – in etwas Thermodynamik. Dieses wichtige Problem der Physik baut auf einer Synthese aus klassischer Viel-Teilchendynamik, Quantenmechanik und Thermodynamik auf.