Ordnungsparameter

Ordnungsparameter dienen der Beschreibung des Zustands eines physikalischen Systems während eines Phasenüberganges.

Beim Übergang von einer flüssigen in eine kristalline feste Phase geht das System von hoher Symmetrie (Isotropie, Homogenität) in eine Phase über, bei der diese Symmetrie gebrochen ist (es verbleibt nur die Gittersymmetrie des Kristalls). Hierbei ist ein Parameter, der in der flüssigen Phase 0 ist und in der kristallinen Phase einen endlichen Wert annimmt, ein Maß für die Ordnung des Systems, was den Begriff Ordnungsparameter erklärt: ein höherer Wert entspricht stärkerer Ordnung, wohingegen bei 0 Unordnung vorliegt.

Auch bei Phasenübergängen ohne Symmetriebrechung bezeichnet man den Parameter, mit dem der Übergang beschrieben wird, als Ordnungsparameter. Beispielsweise ist der Volumenanteil der Flüssigkeit ein geeigneter Ordnungsparameter, um den Übergang von flüssig zu gasförmig zu beschreiben: im gasförmigen Zustand ist er 0, im flüssigen gerade 1 (bei hinreichend niedrigem Druck, d. h. nicht in der Nähe des Tripelpunkts).

Die Beschreibung mit Ordnungsparametern lässt sich auch auf Systeme anwenden, die innerhalb einer Phase kontinuierlich ihre Ordnung verändern.

Je nach Typ des Phasenüberganges kann der Ordnungsparameter sprunghaft einen neuen Wert annehmen und so direkt als Anzeichen für den Phasenübergang dienen oder aber sich stetig verändern. In einem physikalischen System gibt es häufig mehrere Effekte, die auf die Ordnung schließen lassen. Aus den physikalischen Größen, die bei diesen Effekten repräsentiert werden, wählt man diejenige Größe, aus der man den Ordnungsparameter errechnet.

Es sind auch vektorielle Ordnungsparameter möglich. Deren Verwendung ist bei Ordnungsänderungen an der Isotropie des Systems sinnvoll. Dort wird in der geordneten Phase eine Richtung ausgezeichnet. Der verwendete Vektor besitzt dann diese Richtung und als Betrag die Stärke der Ausrichtung der einzelnen Komponenten an der Vorzugsrichtung.