4.3 Jalur kritikal dalaman: sempadan antara fasa zarah dan fasa laut filamen

Laman Utama ／ Bab 4: Lohong hitam (V5.05)

Jalur kritikal dalaman bukanlah garis yang tajam, tetapi zon kecerunan yang relatif tebal. Semakin masuk ke dalam zon ini, gelungan stabil yang membentuk pelbagai zarah mula hilang kestabilan secara berkelompok. Sistem beralih secara beransur-ansur daripada struktur yang didominasi zarah kepada keadaan “mendidih” yang didominasi oleh laut filamen berketumpatan tinggi.

I. Takrif dan mengapa sifatnya mesti berupa “jalur”

1. Takrif: Jalur kritikal dalaman ialah sela ruang di mana keadaan gelungan yang mampu membentuk zarah beralih secara berterusan ke rejim yang didominasi oleh laut filamen berketumpatan tinggi.
2. Mengapa mesti berupa “jalur”:
   • Ambang kestabilan bagi spesies zarah dan gelungan komposit berbeza; struktur yang lemah berundur dahulu, yang lebih kuat berundur kemudian.
   • Skala masa untuk pembongkaran, penyambungan semula dan pemberintisan semula (nukleasi) berbeza, lalu menambah “ekor masa” di atas kecerunan ruang.
   • Persekitaran beralun: tegangan setempat dan ricih mempunyai jalur halus yang teratur, tidak seragam di semua tempat.
   • Hasilnya: terbentuk lorong peralihan fasa dengan perlapisan komposisi dan masa yang jelas.

II. Punca hilang kestabilan: tiga rantaian penggerak yang saling menguatkan

• Tekanan tegangan luaran meningkat berterusan: Lebih ke dalam, tegangan lebih tinggi dan ricih lebih kuat. Gelungan terpaksa mengekalkan kelengkungan dan pulasan pada jejari lebih kecil, menyebabkan kos penyenggaraan meningkat mendadak. Apabila melepasi ambang masing-masing, pembelahan menjadi mudah berlaku.
• Ritma dalaman melambat: Tegangan tinggi menekan rentak dalaman gelungan. Rentak yang perlahan melemahkan keupayaan penguncian koheren; apabila terganggu, sukar kembali serasi sendiri, lalu kestabilan berkesan menurun.
• Pek gelombang gangguan menghentam tanpa henti: Di bahagian dalam, gangguan lebih kerap. Fasa dan amplitud pek gelombang menghakis sempadan gelungan, mencetuskan penyambungan semula mikro dan keretakan. Kerosakan kecil bersambung menjadi lata, akhirnya menolak keseluruhan kelas gelungan melepasi titik genting.
  Penguatan rentas skala: Tegangan luaran yang lebih kuat memperlahankan lagi ritma dalaman dan memudahkan sempadan didorong melepasi kritikal; maka ketidakstabilan menampakkan rantaian rentas skala yang jelas.

III. Perlapisan di dalam jalur (dari luar ke dalam)

• Riang pemberintisan semula: Di tepi paling luar, pemberintisan semula jangka pendek dan penimbunan tumpat masih boleh berlaku. Struktur komposit merosot kepada gelungan yang lebih ringkas sebelum terus melemah.
• Lapisan pengunduran gelungan lemah: Gelungan dengan indeks kestabilan rendah runtuh secara kolektif. Zarah berjangka hayat pendek dan pek gelombang tidak teratur bertambah, aras hingar dasar terangkat.
• Lapisan pengunduran gelungan kuat: Gelungan yang lebih stabil juga ditembusi oleh ricih dan penyambungan semula; keadaan berzarah hampir lenyap.
• Lapisan dominasi laut filamen: Memasuki zon mendidih laut filamen berketumpatan tinggi. Jalur ricih, titik kilat penyambungan semula dan lata berbilang skala kerap muncul, menjadikan rupa keseluruhan seperti “sup pekat”.
  Perlapisan ini bersifat statistik: lapisan boleh saling bersarang, sempadannya tidak lurus—selaras dengan sifat berjalur dan kekasarannya yang dinyatakan.

IV. Dua sisi jalur: perbandingan yang jelas

• Sisi luar jalur: Zarah masih mampu berdiri sendiri. Pemberintisan semula boleh berlaku, penimbunan tumpat boleh kekal. Tindak balas struktur lebih perlahan; selepas gangguan, ada peluang kembali kepada tertib asal.
• Sisi dalam jalur: Kegelisahan laut filamen mendominasi. Ricih, penyambungan semula dan lata berlaku kerap. Gangguan cenderung merebak dan bukannya diserap setempat. Tindak balas lebih pantas serta menunjukkan ciri berantai yang ketara.

V. Dinamik: kedudukan dan ketebalan jalur diselaraskan halus

• “Bernafas” mengikut peristiwa: Peristiwa kuat boleh menolak segmen jalur sedikit ke luar; apabila mereda, jalur menarik semula.
• Diikat oleh “belanjawan tegangan” menyeluruh: Apabila belanjawan tegangan global meningkat, jalur beralih ke luar dan menebal; apabila menurun, jalur menguncup ke dalam dan menipis.
• Wujud kecondongan arah: Sepanjang paksi putaran dan rabung orientasi berskala besar, rupa jalur lazimnya berbeza daripada arah lain. Ini ialah unjuran berarah dinamik dalaman, bukannya hingar rawak.

VI. Cara mengenal pasti: jangan guna satu nombor tunggal, nilai tiga perkara

• Keupayaan berdikari: Di luar jalur, kebanyakan gelungan kekal berdikari selepas gangguan; di dalam jalur, kebanyakannya berpecah menjadi komponen laut filamen.
• Komposisi statistik: Di luar, zarah berjangka hayat panjang mendominasi, komponen berjangka hayat pendek sedikit dan bersepah; di dalam, bahagian zarah berjangka hayat pendek dan pek gelombang tidak teratur meningkat ketara serta muncul berderetan.
• Tindak balas masa: Di luar, tindak balas perlahan dan setempat; di dalam, tindak balas pantas dan berantai, dengan tanda lata yang jelas.
  Selagi ketiga-tiga petunjuk ini sama-sama menunjuk peralihan daripada “berdikari” kepada “tidak berdikari”, sela berkenaan boleh dikira sebagai bahagian efektif jalur kritikal dalaman.

VII. Ringkasnya

Jalur kritikal dalaman ialah zon peralihan fasa bergradien yang mempunyai ketebalan nyata. Kenaikan tekanan tegangan luaran, perlambatan ritma dalaman, dan hentaman berterusan pek gelombang gangguan bersama-sama menyebabkan gelungan pembentuk zarah hilang kestabilan secara berkelompok, lalu mengalihkan sistem daripada dominasi zarah kepada dominasi laut filamen. Jalur ini mempunyai ketebalan, “bernafas” mengikut peristiwa, dan mempamerkan kecondongan arah. Pengenalpastian harus bergantung pada keupayaan berdikari, perubahan komposisi statistik dan sifat tindak balas masa—bukan pada satu ambang skalar semata-mata.