Фрагментована фізична статистика та процеси самоупорядкування в складних системах

Анотація

Пропонована робота є продовженням двох попередніх робіт, присвячених спробі оцінити внесок просторового безладдя молекулярних систем в їх особливих станах (критичних точках переходу рідина – пара). Залучення фрактального моделювання до динамічних стохастичних систем дало змогу виокремити два статистичних множники GN та FZ, які ґрунтуються на розрізненості способів взаємодії частинок (GN) та врахуванні руху системи як такої у фазовому просторі (FZ). Ці множники формують основу фізичної статистики, яка спирається на глибоке розуміння видів взаємодій та їх наслідків. Крім того, показано, що множники фізичної статистики GN та FZ мають різне наповнення при застосуванні їх до систем з квантовим характером взаємодій або до інших елементів фазового простору. В результаті виникла ідея про можливість формування фрагментованої фізичної статистики, яка б диференціювала як способи взаємодій між частинками систем, так і окремі елементи фазового простору, маючи на меті виділення загальних закономірностей, що притаманні їх особливим станам. Формуванню такої фрагментованої фізичної статистики та окремим результатам її застосування і присвячена ця робота. Головним надбанням запропонованого способу розгляду статистичних задач є переосмислення фазового простору динамічних стохастичних систем, в якому можна виокремити (як окремий елемент фазового простору) простір тілесних кутів орієнтації імпульсів (чи хвильових векторів) частинок систем. Відповідно з’являється додаткова складова ентропії систем в особливих станах – орієнтаційна складова ентропії. Єдиною причиною появи додаткової орієнтаційної складової ентропії у всіх випадках виступає механізм моноенергетизації спектру частинок, фізична природа якого може бути надзвичайно різноманітною. Проте статистичний результат завжди однаковий: різке зростання орієнтаційної складової ентропії з виникненням виокремленого в системі напряму. Цей напрям може бути властивим системі або нав’язаним їй зовнішнім впливом – тоді подібне упорядкування в системах називатимемо генерацією. Якщо ж виокремлений напрям виникає спонтанно, тоді називатимемо це самоупорядкуванням. Часто таке самоупорядкування також носить стохастичний характер, наприклад, турбулентність. Остаточний висновок роботи такий: зростання ентропії в системах відбувається не лише при наближенні їх до стану рівноваги, але і при появі процесів самоупорядкування в них.