Transition de phase

vignette|droite|Noms exclusifs des transitions de phase en thermodynamique. En physique, une transition de phase est la transformation physique d'un système d'une phase vers une autre, induite par la variation d'un paramètre de contrôle externe (température, champ magnétique...). Une telle transition se produit lorsque ce paramètre externe atteint une valeur seuil (ou valeur « critique »). La transformation traduit généralement un changement des propriétés de symétrie du système. Quelques exemples : les changements d'état de la matière : fusion, ébullition, sublimation ; les changements de propriétés magnétiques : un métal ferromagnétique passe d'un comportement ferromagnétique à paramagnétique au-delà du point de Curie ; certains matériaux deviennent supraconducteurs en dessous d'une température critique ; la condensation quantique de fluides bosoniques en condensat de Bose-Einstein ; les brisures de symétrie dans les lois de la physique au début de l'histoire de l'Univers, en lien avec son expansion et la diminution de sa température ; la transition de phase que semble subir la matière nucléaire à certaines énergies. Les transitions de phase ont lieu lorsque l'enthalpie libre G (aussi appelée énergie libre de Gibbs) d'un système n'est pas une fonction analytique (par exemple non continue ou non dérivable) pour certaines variables thermodynamiques. Cette non-analyticité provient du fait qu'un nombre extrêmement grand de particules interagissent ; cela n'apparaît pas lorsque les systèmes sont trop petits. Changement d'état vignette|redresse=1.5|Représentation schématique des changements d'états les plus courants. Les transitions de phase (ou changements d'état physique) les plus courantes font intervenir trois états de la matière, l'état solide, l'état liquide et l'état gazeux, elles sont donc au nombre de six : de solide à liquide : fusion ; de solide à gazeux : sublimation ; de liquide à solide : solidification ; de liquide à gazeux : vaporisation (ébullition ou évaporation) ; de gazeux à solide : condensation solide, déposition ou sublimation inverse ; de gazeux à liquide : liquéfaction ou condensation liquide ; En thermodynamique, un terme spécifique est attribué à chacune des transitions.