4.3 Zona critică internă: linia de demarcație dintre faza particulelor și faza mării de filamente

Acasă ／ Capitolul 4: Găurile negre

Zona critică internă nu este o linie tăioasă, ci o regiune de tranziție relativ groasă. Pe măsură ce pătrundem în această regiune, înfășurările stabile care generează diferite particule își pierd treptat stabilitatea, pe serii. Sistemul trece treptat de la o structură dominată de particule la o stare „în clocot”, dominată de o mare de filamente cu densitate ridicată.

I. Definiție și de ce este inevitabil o „zonă”

1. Definiție: Zona critică internă este intervalul spațial în care stările de înfășurare capabile să formeze particule trec continuu către un regim dominat de marea de filamente cu densitate ridicată.
2. De ce inevitabil „zonă”:
   • Praguri diferite de stabilitate: speciile de particule și înfășurările compozite au praguri distincte; cele mai slabe cedează primele, cele mai robuste mai târziu.
   • Scări temporale diferite: dezagregarea, reconectarea și renuclearea au întârzieri proprii, adăugând un „coadă temporală” peste gradientul spațial.
   • Ondularea mediului: tensiunea locală și forfecarea prezintă striații fine, organizate, deci valorile nu sunt identice peste tot.
   • Rezultat: se formează un culoar de tranziție de fază cu stratificare clară atât în compoziție, cât și în timp.

II. De ce apare instabilitatea: trei lanțuri care se întăresc reciproc

• Creșterea continuă a tensiunii–presiunii externe: Mai spre interior, tensiunea și forfecarea sunt mai puternice. În fașurările trebuie să mențină curbură și torsiune pe o rază mai mică, ceea ce face „costul de menținere” să crească rapid. După depășirea pragului propriu, dezagregarea devine probabilă.
• Ritmul intern încetinește: Tensiunea ridicată apasă ritmul propriu al înfășurărilor. Un ritm mai lent slăbește blocarea coerentă; după o perturbație, autoreglarea devine mai dificilă, iar stabilitatea efectivă scade.
• Lovituri neîntrerupte ale pachetelor de unde perturbatoare: În interior, perturbațiile apar mai frecvent. Faza și amplitudinea lor freacă limitele înfășurărilor, declanșând micro-reconectări și fisuri. Deteriorările minore se leagă în cascade care împing clase întregi de înfășurări dincolo de punctul de cotitură.
  Întărire trans-scară: O tensiune externă mai mare încetinește și mai mult ritmul intern și ușurează împingerea frontierelor peste criticitate; instabilitatea capătă astfel un caracter de reacție în lanț, vizibil pe multiple scări.

III. Stratificarea în interiorul zonei (dinspre exterior spre interior)

• Marginea renucleării: La marginea exterioară, renuclearea de scurtă durată și îngrămădirea densă încă pot avea loc. Structurile compozite se simplifică mai întâi în înfășurări mai elementare, apoi slăbesc în continuare.
• Stratul retragerii înfășurărilor slabe: În fâșurările cu indice de stabilitate scăzut devin colectiv instabile. Cresc numărul particulelor de scurtă viață și al pachetelor de unde neregulate; nivelul de zgomot de fond se ridică.
• Stratul retragerii înfășurărilor puternice: Chiar și înfășurările foarte stabile sunt sparte de forfecare și reconectare; starea particulată aproape dispare.
• Stratul dominat de marea de filamente: Intrare în zona „în clocot” a densității ridicate. Benzi de forfecare, puncte-fulger de reconectare și cascade pe multiple scări apar frecvent; ansamblul seamănă cu o „supă groasă”.
  Această stratificare este statistică: straturile se pot intercala, iar frontierele sunt zimțate, în acord cu natura de zonă și cu morfologia rugoasă descrisă.

IV. Două fețe ale zonei: comparație clară

• Partea exterioară a zonei: Particulele încă se pot autosusține. Renuclearea poate apărea, iar îngrămădirea densă se menține. Răspunsul este mai lent; după perturbare există șansa revenirii la ordinea inițială.
• Partea interioară a zonei: Turbulența mării de filamente domină. Forfecarea, reconectările și cascadele sunt frecvente. Perturbațiile tind să se propage, nu să fie absorbite local. Răspunsul este mai rapid și evident în lanț.

V. Dinamică: poziția și grosimea se ajustează fin

• „Respiră” odată cu evenimentele: Evenimentele puternice pot împinge ușor spre exterior anumite segmente; după calmare, zona se retrage.
• Constrânsă de „bugetul de tensiune” global: Când bugetul global de tensiune crește, zona se deplasează spre exterior și se îngroașă; când scade, se retrage spre interior și se subțiază.
• Există o părtinire direcțională: De-a lungul axei de rotație și al crestelor de orientare la scară mare, forma zonei diferă adesea față de alte direcții. Este o proiecție direcționată a dinamicii interne, nu zgomot aleatoriu.

VI. Formulări de identificare: nu un singur număr, ci trei verificări

• Capacitate de autosusținere: În afara zonei, majoritatea înfășurărilor rămân intacte după perturbare; în interior, majoritatea se descompun în componente ale mării de filamente.
• Compoziția statistică: În exterior domină particulele longevive, iar cele de scurtă viață sunt puține și dispersate; în interior, ponderea particulelor de scurtă viață și a pachetelor de unde neregulate crește vizibil și apare în suprafețe contigue.
• Răspuns temporal: În exterior, răspunsul este lent și local; în interior, rapid și în lanț, cu urme clare de cascade.
  Dacă toate trei indică simultan trecerea de la autosusținere la lipsa ei, intervalul respectiv aparține părții efective a zonei critice interne.

VII. Pe scurt

Zona critică internă este o regiune de tranziție de fază cu gradient. Creșterea tensiunii–presiunii externe, încetinirea ritmului intern și pachetele de unde perturbatoare continue destabilizează, pe serii, înfășurările care formează particule, mutând sistemul de la dominanța particulelor la dominanța mării de filamente. Zona are grosime reală, „respiră” odată cu evenimentele și arată o părtinire direcțională. Identificarea trebuie să se sprijine pe autosusținere, pe schimbările de compoziție statistică și pe natura răspunsului temporal—nu pe un singur prag scalar.