Статистичка механика

Илустрација на систем кој станува се понарушен кога брзите и бавните честички се мешаат заедно

Статистичката механика е еден од столбовите на модерната физика. Оваа наука ги проучува на најосновно ниво сите физички системи со многу степени на слобода. Нејзиниот пристап е заснован на статистички методи, теорија на веројатноста и законите на микроскопската физика.

Со неа може да се објасни термодинамичкото однесување на големи системи. Оваа гранка на статистичката механика која се занимава и ја надополнува класичната термодинамика е позната како статистичка термодинамика или рамнотежна статистичка механика.

Статистичката механика опишува како макроскопските величини (на пр. температурата и притисокот) произлегуваат од микроскопските параметри кои флуктуираат околу одреден просек. Таа ги поврзува термодинамичките величини (на пр. топлински капацитет) со микроскопското однесување. Класичната термодинамика, пак, единствено ги мери и табулира тие величини.

Освен системи кои се во рамнотежа, статистичката механика ги проучува и тие кои се надвор од оваа состојба, преку својата гранка нерамнотежна статистичка механика (или уште позната како статистичка динамика). Статистичката динамика микроскопски ја моделира брзината на неповратните процеси, која е водена од нерамнотежа во некоја величина. Примери за такви процеси се хемиските реакции или текот на честички и топлина. Флуктационо-дисипативната теорема е основата која ја добиваме при примена на нерамнотежната статистичка механика при проучување на најпростите нерамнотежни ситуации со постојан проток во систем со многу честички.