Ball, Phillip. Masa critica. Cambio, caos y complejidad

DE P R O P O R C IÓ N D E SC O M U N A L
orientación de un spin puede afectar a la de otro que está muy alejado
de él, aunque ambos estén demasiado lejos para influirse directamente.
En la jerga de la física estadística: hay correlaciones de largo alcance en
el sistema. El alcance de las correlaciones -la distancia típica sobre la que
una partícula puede afectar a otra partícula- es otra de las cantidades que
diverge hasta el infinito en un punto crítico.
Esta hipersensibilidad tiene un efecto colectivo. El alcance de la fuerza
de la interacción entre dos partículas o spins del sistema no aumenta súbitamente
en el punto crítico; en el modelo de Ising, por ejemplo, se amplía
sólo hasta sus vecinos más próximos. Pero esas interacciones pueden
transmitirse de partícula en partícula, alcanzando largas distancias sin
que las superen los efectos aleatorizantes del movimiento térmico. Sus
susurros se entienden con tanta claridad al final como al principio. En
el punto crítico, todas las partículas pueden actuar al unísono.
El problema es que cada partícula quiere que todas las demás hagan lo
mismo que ella. En consecuencia, el estado crítico se fragmenta en zonas
que toman un camino o el otro, llevada cada una por desequilibrios localizados
que surgen al azar. Esas regiones pueden ser de cualquier tamaño,
desde una sola partícula a un grupo lo bastante grande para abarcar todo
el sistema (véase figura 10.1). Se están formando y disolviendo, creciendo
y encogiendo constantemente. Por lo tanto, el estado crítico convoca un
tipo especial y propio de fluctuaciones del ruido termal que están juera
de escala y son de todos los tamaños concebibles.*
Este comportamiento es la causa de la opalescencia crítica: la lechosidad
de los fluidos cerca de su punto crítico. Bajo estas condiciones, un
fluido se separa en regiones de líquido y gas de muchos tamaños. Algunas
de esas regiones son del mismo tamaño que las longitudes de onda
de la luz visible (algunos cientos de millonésimas de milímetro) y que
coincidan significa que esparcirán mucho la luz, como los microscópicos
glóbulos de grasa de la leche. Así que el fluido adopta un aspecto perlado
y opaco.
La teoría de Van der Waals yerra con los exponentes críticos porque
110 reconoce la imagen microscópica de las fluctuaciones de estado crí-
* Kl ruido termal surge de las fluctuaciones de las energías de las partículas causadas por colisiones. Se
ti liin i fiesta a modo de pequeñas variaciones de tem peratura en cualquier localización de un sistema. Esas
Hiic Uiaciones son aleatorias, o gaussianas: como las que muestra la Figura 8.-¿b(página 230), y tienen un
inmuno característico.
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