צבר (פיזיקה סטטיסטית)
ויקיפדיה האנציקלופדיה encyclopedia
בפיזיקה סטטיסטית מושג הצבר (ensemble) מתייחס לאוסף המערכות המוגדרות על ידי אותה בעיה פיזיקלית ואותם גדלים מקרוסקופיים (טמפרטורה, לחץ, פוטנציאל כימי וכדומה), אבל נבדלות זו מזו במצב המיקרוסקופי של כל החלקיקים.
אחד הרעיונות בפיזיקה הסטטיסטית הוא לבנות תורה הנובעת מחוקי הפיזיקה התקפים לכל מספר של חלקיקים, אבל מבלי לחקור את ההתנהגות של מערכת בודדת, אלא של עותקים מחשבתיים רבים של אותה מערכת בודדת. אוסף של עותקים כאלו נקרא "צבר" והפיזיקה הסטטיסטית עוסקת בתכונות של צברים, או במילים אחרות, בהתנהגות הממוצעת של המערכת. הפיזיקה הסטטיסטית מצליחה להגדיר את המושגים המוכרים מתרמודינמיקה, כמו טמפרטורה, אנטרופיה, וקיבול חום, כתכונות של הצברים הללו.
צבר הוא אוסף של מערכות, שכל אחת יכולה להיות במצב שונה, אך יש להן תכונות משותפות הקובעות את סוג הצבר. הצבר המיקרוקנוני הוא צבר שעבורו כל המערכות הן בעלות אותה אנרגיה, אותו נפח ואותו מספר חלקיקים. הצבר הקנוני הוא צבר שבו לכל המערכות אותו נפח ואותו מספר חלקיקים אך הן יכולות להחליף אנרגיה עם אמבט חום בעל טמפרטורה קבועה. הצבר הגרנד-קנוני הוא צבר שבו המערכות יכולות להחליף לא רק אנרגיה אלא גם חלקיקים עם אמבט החום, אך נפחן קבוע. אלו שלושת הצברים הנחשבים לבסיסיים ביותר, אם כי ניתן להגדיר צברים רבים אחרים.
קל להבין שבזמן שהתיאור המיקרוסקופי מוביל לתיאור מקרוסקופי יחיד, כל תיאור מקרוסקופי נובע מהרבה תיאורים מיקרוסקופיים שונים: אפשר לסדר את החלקיקים בצורות שונות כך שתהיה להם אותה צפיפות, טמפרטורה ומהירות ממוצעת. הצבר על כן, הוא אותו האוסף של כל התיאורים המיקרוסקופיים הגוררים את אותו התיאור המקרוסקופי.
במכניקת הקוונטים צברים מיוצגים על ידי מטריצת צפיפות שבעזרתה ניתן לחשב את הממוצעים של כל מדידה פיזיקלית. גם כאן, התיאור המקרוסקופי אינו נותן מידע מלא על המצב המיקרוסקופי.