Dalam wadah berisi air mendidih, gelembung uap, berinti di bagian bawah wadah, tumbuh, dilepaskan, dan berfluktuasi ke permukaan dari mana mereka melarikan diri ke atmosfer. Pada suhu didih, air ada pada saat yang sama dalam dua fase yang berbeda – cair dan gas – dan ketika gelembung membentuk dua fase yang terpisah di ruang angkasa. Jika wadah ditutup, suhu didih meningkat, seperti dalam panci bertekanan tinggi. Ketika tekanan meningkat, sistem mencapai titik kritis, di mana sifat-sifat cairan dan gas menjadi identik. Di atas suhu itu, dalam rezim superkritis, dua fase berbeda tidak ada lagi dan hanya ada satu cairan homogen.
Mendekati titik kritis, materi berfluktuasi tanpa batas. Gelembung dan tetesan, beberapa sekecil beberapa atom, yang lain sebesar wadah, muncul dan menghilang, bergabung dan terpisah. Tepat pada titik kritis skala fluktuasi yang lebih besar menyimpang, tetapi efek fluktuasi pada skala yang lebih kecil tidak dapat diabaikan. Distribusi fluktuasi tidak berubah-ubah untuk transformasi skala.
Fluktuasi dalam campuran koloid di dekat titik kritis
Pada titik kritis, laju perubahan fungsi termodinamika menyimpang. Divergensi ini mengambil bentuk hukum kekuasaan dengan eksponen (eksponen kritis) yang hanya bergantung pada beberapa karakteristik sistem. Pada titik kritis sistem tidak berubah-ubah untuk transformasi skala.
Panas jenis helium di dekat titik kritis
Hipotesis invarian skala, yang muncul dalam konteks fenomena kritis, memunculkan dua kategori prakiraan, keduanya diverifikasi secara eksperimental untuk berbagai sistem. Kategori pertama adalah seperangkat ekspresi, yang disebut hubungan skala, yang melibatkan eksponen kritis yang mencirikan perilaku tunggal sistem kritis. Kategori kedua melibatkan ‘runtuh’ atau pengurangan hasil eksperimen. Bahkan, diverifikasi bahwa dekat dengan titik kritis, fungsi termodinamika variabel n dapat diwakili oleh fungsi skala sepatutnya dari n-1 variabel. Prinsip-prinsip skala invarians ini berguna dalam menafsirkan lebih banyak fenomena, dari pembentukan galaksi hingga pasar keuangan hingga sosiologi.
Pada awal 1970-an, K. Wilson mengusulkan teori untuk fenomena kritis berdasarkan perubahan penting dari metode yang telah lama digunakan dalam Fisika Teoritis, yang disebut teori grup renormalisasi. Teori yang membuat Wilson mendapatkan Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1982 memungkinkan deskripsi perilaku sistem yang mendekati titik kritis, termasuk perhitungan besaran esensial yang mencirikan transisi (eksponen kritis). Salah satu hasil terpenting dari teori ini adalah ketepatan keberadaan kelas-kelas universal (jenis kekritisan yang dicirikan oleh himpunan eksponen) yang tidak bergantung pada detail interaksi mikroskopis, tetapi hanya pada simetrinya.
Beberapa struktur dengan simetri yang mirip dengan fluida pada titik kritis: pan feta, representasi fluktuasi di sekitar titik kritis, batu apung, aerogel, caral Ising tiga dimensi di bawah suhu kritis dan busa bir, masing-masing.