‍ بخش سوم:
تقارن‌ها فراتر از ماده:
از دهه ۱۹۶۰،فیزیکدانان در تلاش بودند تا یک ویژگی مشترک در فلزات را درک کنند.وقتی یک فلز سرد می‌شود،اتم‌های آن در نهایت هم‌راستا می‌شوند و باعث مغناطیس شدن آن می‌شوند.به طرز مرموزی،این هم‌راستایی جمعی همیشه با سرعت دقیقا یکسانی رخ می‌دهد،چه فلز آهن،نیکل،کبالت یا ماده دیگری باشد.رویکرد ویلسون در نهایت نشان داد که چرا این اتفاق می‌افتد.کلید،بررسی تقارن‌های یک ماده بود.
می‌توان تقارنی را به عنوان تغییری در نظر گرفت که اهمیتی ندارد.یک مربع دارای تقارنی است؛می‌توانید آن را ۹۰ درجه بچرخانید و هیچ‌کس متوجه نخواهد شد.یک دایره تقارن بیشتری دارد؛می‌توانید آن را با هر زاویه‌ای که دوست دارید بچرخانید بدون اینکه عواقبی داشته باشد.ویلسون از تقارن‌ها برای محاسبه دقیق نحوه تغییر فرمول‌های ریاضی که هر ماده را توصیف می‌کنند،هنگام بزرگنمایی و کوچک‌نمایی استفاده کرد. او یک فرآیند دو مرحله‌ای را ارائه داد.
مرحله اول،شناسایی تقارن‌های سیستم شما در ریزترین سطحی است که می‌توانید درک کنید.به عنوان مثال،آهنرباها را در نظر بگیرید.اتم‌های آنها به نوعی در یک شبکه چیده شده‌اند که تقارن پیوسته فضایی را از بین می‌برد.(شما باید آهنربا را یک واحد در شبکه حرکت دهید تا ظاهر یکسانی داشته باشد.)اتم‌ها همچنین آزادی عمل دارند تا در هر جهتی اشاره کنند؛این نیز یک تقارن است.تقارن‌هایی مانند این،دقیقاً تعیین می‌کنند که کدام اصطلاحات ریاضی باید در نظریه شما وجود داشته باشند.
مرحله دوم،بزرگ‌نمایی به سمت سطح ماکروسکوپی است.ابزارهای ریاضی ویلسون به شما می‌گوید که آیا هر یک از اصطلاحات موجود در نظریه شما با بزرگ‌نمایی،رشد یا کوچک‌شدن خواهند داشت.آنچه او کشف کرد این بود که با بزرگ‌نمایی،بیشتر اصطلاحات تقریباً به صفر میل می‌کنند.این به این دلیل است که با بزرگ‌نمایی،دید ریاضی شما تار می‌شود.جزئیاتی که مربوط به اتم‌های تکی یا گروه‌های کوچک اتم‌ها هستند،آنقدر کوچک می‌شوند که دیگر مهم نیستند.فقط اصطلاحاتی که روندهای کلی را دنبال می‌کنند،باقی می‌مانند و شما به یک نظریه مختصر و مفید از مغناطیس می‌رسید -یک نظریه میدان مؤثر- که از تقریباً تمام جزئیات اتمی جدا شده است.
لاندری گفت:
این قدرت درک ویلسون است.شما می‌توانید مستقیماً به پاسخ برسید.
با استفاده از این ابزارها،ویلسون معمای این را حل کرد که چرا بسیاری از آهنرباها با سرعت یکسانی مغناطیس می‌شوند.مرحله بزرگ‌نمایی از نقطه‌ای عبور می‌کند که در آن همه آهنرباها یکسان به نظر می‌رسند،چه اتم‌های آنها در شکل مکعب یا چهاروجهی چیده شده باشند.تنها چیزی که مهم است این است که اتم‌ها دارای تقارنی هستند که به آنها اجازه می‌دهد در هر جهتی اشاره کنند.(به عنوان مثال،آهنرباهایی که اتم‌های آنها به گونه‌ای ثابت شده‌اند که فقط در یک صفحه بچرخند،با سرعت متفاوتی مغناطیس می‌شوند.)
تحقیقات ویلسون همچنین توضیح داد که چرا چند ویژگی،مانند دمایی که در آن مغناطیس شدن رخ می‌دهد،به شدت از یک آهنربا به آهنربای دیگر متفاوت است،حتی اگر تقارن اسپینی یکسانی داشته باشند.این ویژگی‌ها به اندازه چند اصطلاح باقی‌مانده مرتبط هستند.تقارن‌ها به شما شکل کلی اصطلاحاتی را که بزرگ باقی می‌مانند،نشان می‌دهند،اما دقیقاً نمی‌گویند که این اصطلاحات چقدر بزرگ هستند.اندازه‌های این اصطلاحات مانند رشته‌های نازکی هستند که دنیای ماکروسکوپی را به دنیای میکروسکوپی متصل می‌کنند.
در دهه‌های بعد،ابزارهای ویلسون به بسیاری از زمینه‌های فیزیک نفوذ کرد.فیزیکدانان از محاسبات ویلسون برای توجیه مکانیک‌های قبلاً مبهم نظریه میدان کوانتومی استفاده کردند،که هر ذره را به عنوان یک موج در نظر می‌گیرد و در عین حال اثرات کمتر مهم ارتعاشات کوچک را نادیده می‌گیرد.دستاوردهای ویلسون همچنین شکل‌دهنده نظریه‌های مدرن از برخی فازهای ماده،مانند جامدات،بود.اما وقتی صحبت به سیالات رسید،دانشمندان همچنان در بن‌بست قرار داشتند.تقارن‌های تعریف‌کننده آنها هنوز مشخص نبودند.

تشریح تصویر زیر:
کنِت ویلسون،فیزیک‌دان دانشگاه کورنل،در سال 1982 برنده جایزه نوبل فیزیک شد.
ابر‌های موج‌دار کِلْوین-هِلْم‌هولتز نشان می‌دهند که مواد بسیار متفاوت می‌توانند مانند مایعات رفتار کنند.
#فیزیک_سیالات

@Einstein_astronomy