Фазовые переходы первого рода представляют собой наиболее фундаментальный и широко распространенный тип структурных переходов, наблюдаемых в природе, охватывая подавляющее большинство превращений, обнаруженных в элементарных кристаллах, сплавах, неорганических соединениях, минералах и комплексных жидкостях. Несмотря на это лишь малая часть из них, а именно переходы слабого первого рода (близкого ко второму роду), рассматривались феноменологическими теориями, оставляя в стороне наиболее интересные с теоретической точки зрения и наиболее важные для приложений случаи. В книге представлен обобщенный подход к описанию фазовых переходов, базирующийся на формализме волн плотности, который позволяет построить единую, основанную на соображениях симметрии, свободную от модельных приближений теорию таких превращений как слабая кристаллизация молекулярных смесей в жидкокристаллические мезофазы, скачкообразная кристаллизация из расплавленных металлов и сплавов в обычные, полностью сегрегированные кристаллы, а также в апериодические квазикристаллических структуры. Образование апериодических замкнутых вирусных капсидов с некристаллографической симметрией также попадает в область применимости формализма волн плотности.
В книге рассматриваются области применимости симметрийного подхода в физике низкоразмерных систем. Проводится сравнение условий стабильности различных поверхностных сверхструктур и структур моноатомных металлических слоев металлов на поверхности монокристаллических подложек. На примере скрученного двойного слоя графена показано, как параметризация в терминах феноменологического подхода может выявить контролируемые симметрией и, следовательно, безмодельные связи между геометрическими параметрами структуры скрученного двойного слоя и реконструкцией его зоны Бриллюэна и энергетических зон.
Книга обращается к широкой научной аудитории, от студентов до уже сложившихся исследователей, специализирующихся в разных областях физики конденсированного состояния и материаловедения. Читатель сможет оценить простоту применения методов симметрии в таких разделах как физика мартенситных превращений, кристаллизация периодических и апериодических структур, образование вирусных оболочек и мезофаз в комплексных жидкостях. И для решения задач во всех этих направлениях читатели найдут необходимые рецепты, подсказки и готовые термодинамические модели.
