Microestado (física estadística)

En física estadística , un microestado (también llamado configuración microscópica o estado microscópico ) es la especificación detallada de una configuración microscópica de un sistema. El sistema visita este microestado durante sus fluctuaciones térmicas.

Por el contrario, el macroestado (también llamado configuración macroscópica o también estado macroscópico ) de un sistema se refiere a sus propiedades macroscópicas, como la presión y la temperatura . En física estadística, un macroestado viene dado por una distribución de probabilidad sobre un conjunto dado de microestados.

Esto implica que un macroestado dado abarca una gran cantidad de microestado. La reducción de información es importante cuando se pasa del nivel microscópico al nivel macroscópico.

Para sistemas grandes, son posibles las fluctuaciones entre microestados muy diferentes, pero la observación se vuelve cada vez más improbable a medida que el sistema crece. Esto dicta el límite termodinámico .

Ejemplo

N vueltas 1/2

Consideramos un sistema compuesto por N giros , cada giro de los cuales puede tomar el estado o . |↑⟩{\ Displaystyle | \ uparrow \ rangle}|↓⟩{\ Displaystyle | \ flecha hacia abajo \ rangle}

• Se necesitan entonces N variables para poder definir el sistema de forma microscópica, es decir conocer el estado de cada uno de los espines (|↓⟩,|↑⟩,|↓⟩,|↓⟩,|↑⟩,|↑⟩,...){\ Displaystyle (| \ flecha abajo \ rangle, | \ uparrow \ rangle, | \ flecha abajo \ rangle, | \ flecha abajo \ rangle, | \ uparrow \ rangle, | \ uparrow \ rangle, ...)}

• El macroestado se puede definir conociendo el número de espines N, la energía interna U y el campo magnético . Podemos obtener el macroestado de este sistema mediante la combinación de las configuraciones (donde es el número de giros en el estado )B→{\ Displaystyle {\ vec {B}}}VSNOno1=(NOno1){\ Displaystyle C_ {N} ^ {n_ {1}} = {N \ Choose n_ {1}}}no1{\ Displaystyle n_ {1}}|↑⟩{\ Displaystyle | \ uparrow \ rangle}

Referencias

1. Física estadística , Hélène NGÔ, Christian NGÔ, ( ISBN  2-225-81287-X ) .