Topological Defects and the Non-Equilibrium Dynamics of Symmetry Breaking Phase Transitions

نقایص توپولوژیکی ایجاد شده در انتقال فاز شکستن تقارن نقش مهمی در بسیاری از زمینه‌های مختلف فیزیک دارند. آنها در بسیاری از سیستم های ماده متراکم در دمای پایین ظاهر می شوند. نمونه‌های آن عبارتند از گردابه‌ها در هلیوم-4 ابر سیال، انواع غنی از عیوب در هلیوم-3، لوله‌های شار مغناطیسی کوانتیزه‌شده در ابررساناهای نوع II، و خطوط تفکیک و سایر عیوب در کریستال‌های مایع. در کیهان‌شناسی، تئوری‌های سنج یکپارچه برهم‌کنش‌های ذرات، دنباله‌ای از انتقال فاز را در جهان بسیار اولیه پیشنهاد می‌کنند که برخی از آنها ممکن است منجر به تشکیل نقص شوند. در اخترفیزیک، نقص ها نقش مهمی در دینامیک ستارگان نوترونی دارند. در سال 1997 بنیاد علوم اروپا شبکه علمی "نقص توپولوژیک" را به ریاست تام کیبل راه اندازی کرد. این شبکه یک فرصت منحصر به فرد برای ایجاد همکاری بین نمایندگان این شاخه های بسیار متفاوت فیزیک مدرن برای ما فراهم کرده است. NATO-ASI (موسسه مطالعات پیشرفته)، که در فوریه 1999 در Les Houches به لطف حمایت بخش علمی ناتو، بنیاد علمی اروپا و CNRS برگزار شد، یک رویداد کلیدی این شبکه ESF است. این شرکت‌کنندگان را از زمینه‌های مختلف، با تخصص و واژگان متنوع گرد هم آورد و تبادل نظر را تقویت کرد. سخنرانی‌هایی که توسط فیزیکدانان ذرات، کیهان‌شناسان و فیزیکدانان ماده چگال ارائه می‌شود، نتیجه همکاری‌های مثمر ثمری است که از سال 1997 بین گروه‌هایی در چندین کشور اروپایی و در ایالات متحده ایجاد شده است.

Topological defects formed at symmetry-breaking phase transitions play an important role in many different fields of physics. They appear in many condensed-matter systems at low temperature; examples include vortices in superfluid helium-4, a rich variety of defects in helium-3, quantized mag­ netic flux tubes in type-II superconductors, and disclination lines and other defects in liquid crystals. In cosmology, unified gauge theories of particle interactions suggest a sequence of phase transitions in the very early uni­ verse some of which may lead to defect formation. In astrophysics, defects play an important role in the dynamics of neutron stars. In 1997 the European Science Foundation started the scientific network "Topological defects" headed by Tom Kibble. This network has provided us with a unique opportunity of establishing a collaboration between the representatives of these very different branches of modern physics. The NATO-ASI (Advanced Study Institute), held in Les Houches in February 1999 thanks to the support of the Scientific Division of NATO, the European Science Foundation and the CNRS, represents a key event of this ESF network. It brought together participants from widely different fields, with diverse expertise and vocabulary, fostering the exchange of ideas. The lectures given by particle physicists, cosmologists and condensed matter physicists are the result of the fruitful collaborations established since 1997 between groups in several European countries and in the U.S.A.