Many-Body Quantum Theory in Condensed Matt... pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Henrik Bruus & Karsten... 著

圖書標籤:

• 量子多體理論
• 凝聚態物理
• 量子場論
• 綠氏函數
• 微擾論
• 密度泛函理論
• 相變
• 拓撲物態
• 強關聯係統
• 計算物理

店鋪： 瀾瑞外文Lanree圖書專營店

齣版社： Oxford University Pres...

ISBN：9780198566335

商品編碼：1098544062

包裝：精裝

外文名稱：Many-Body Quantum Theo...

齣版時間：2004-11-11

頁數：435

正文語種：英語

圖書基本信息

Many-Body Quantum Theory in Condensed Matter Physics: An Introduction
作者： Henrik Bruus;Karsten Flensberg;
ISBN13： 9780198566335
類型： 精裝(精裝書)
語種： 英語（English）
齣版日期： 2004-11-11
齣版社： Oxford University Press, USA
頁數： 435
重量（剋）： 879
尺寸： 24.7904 x 16.8656 x 2.8702 cm

商品簡介

This book is an introduction to the techniques of many-body quantum theory with a large number of applications to condensed matter physics. The basic idea of the book is to provide a self-contained formulation of the theoretical framework without losing mathematical rigor, while at the same time providing physical motivation and examples. The examples are taken from applications in electron systems and transport theory.
On the formal side, the book covers an introduction to second quantization, many-body Green's function, finite temperature Feynman diagrams and bosonization. The applications include traditional transport theory in bulk as well as mesoscopic systems, where both the Landau-Buttiker formalism and recent developments in correlated transport phenomena in mesoscopic systems and nano-structures are covered. Other topics include interacting electron gases, plasmons, electron-phonon interactions, superconductivity and a final chapter on one-dimensional systems where a detailed treatment of Luttinger liquid theory and bosonization techniques is given. Having grown out of a set of lecture notes, and containing many pedagogical exercises, this book is designed as a textbook for an advanced undergraduate or graduate course, and is also well suited for self-study.
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好的，這是一本關於凝聚態物理學領域內，避開“多體量子理論”這一特定主題的圖書簡介，重點放在瞭其他關鍵分支和前沿研究上。 --- 凝聚態物理學前沿：從拓撲結構到量子信息 本書旨在為有誌於深入探索凝聚態物理學核心領域的研究人員、高級本科生及研究生提供一份全麵而深入的導論與參考。本書聚焦於當前物理學研究的熱點和關鍵概念，係統梳理瞭凝聚態物理學中除傳統多體微觀理論之外的多個重要分支，重點關注物質在宏觀尺度下湧現齣的新奇集體行為、結構特性以及量子信息在凝聚態係統中的應用。 在凝聚態物理領域，我們麵對的是由數以億計的粒子構成的復雜係統。理解這些係統如何從簡單的相互作用規則中湧現齣宏觀可觀測的特性——如導電性、超導性、磁性乃至拓撲保護的魯棒性——是本學科的核心挑戰。本書將這些挑戰分解為幾個相互關聯的主題，提供清晰的物理圖像和嚴格的數學框架。 第一部分：晶體結構、晶格動力學與電子態的幾何描述 本部分首先奠定瞭對凝聚態物質結構基礎的理解。我們從晶體學的基本對稱性原理齣發，詳細探討瞭布拉維格子、倒易空間（Reciprocal Space）的概念及其在描述電子周期勢中的不可替代性。 晶格振動與聲子理論： 深入分析瞭晶格振動如何通過聲子（Phonons）的概念被量子化，並闡述瞭聲子-電子相互作用（如極化子效應）對材料熱學和電學性質的調控作用。讀者將學習如何利用德拜模型（Debye Model）和林登模型（Einstein Model）來計算材料的比熱容，以及如何利用費曼路徑積分方法（不涉及高階微擾論的復雜計算）來處理含聲子係統的動力學行為。 能帶結構與電子的有效質量： 重點剖析瞭緊束縛模型（Tight-Binding Model）與晶格周期性勢場下電子的薛定諤方程解法。我們將詳盡討論布洛赫定理（Bloch’s Theorem）的物理意義，並引入有效質量張量（Effective Mass Tensor）的概念，用以描述電子在能帶極值點附近的運動軌跡，這是理解半導體器件性能的關鍵。 拓撲晶體學與邊緣態： 本部分引入瞭拓撲不變量的概念，超越瞭傳統的基於對稱性的分類方法。我們將詳細介紹陳數（Chern Number）和$mathbb{Z}_2$不變量在描述二維電子氣和三維材料中的應用，並重點分析瞭拓撲絕緣體和拓撲半金屬中的狄拉剋錐（Dirac Cones）和費米弧（Fermi Arcs）等邊界態，這些態的特性對外界擾動具有天然的抵抗力。 第二部分：強關聯體係的相變與漲落現象 當電子間的庫侖排斥或自鏇間的交換作用變得不可忽略時，係統會展現齣超越獨立電子模型的復雜行為。本部分著眼於描述這些強關聯體係的集體激發和相變。 平均場理論的局限與超越： 盡管平均場理論（如平均場近似）提供瞭初步的定性理解，但它往往無法捕捉到相變附近的臨界現象。本書將引入朗道自由能理論（Landau Free Energy Theory）來係統描述第二類相變，並探討如何利用重整化群（Renormalization Group, RG）方法來確定臨界指數，理解不同維度和維度耦閤下的普適性。 磁性與自鏇序： 深入探討鐵磁性、反鐵磁性與亞鐵磁性的微觀起源，主要基於海森堡模型（Heisenberg Model）。我們將側重於利用斯蒂芬斯子模型（Holstein-Primakoff Transformation） 和泡利-拉蒂默變換（Holstein-Primakoff Transformation） 等技術，將自鏇問題轉化為準粒子（磁振子，Magnons）的玻色子問題，從而精確描述長程磁有序的形成與破壞。 莫特絕緣體與電荷密度波： 對於具有局部電子占據的係統，我們討論瞭電子關聯導緻的莫特絕緣相（Mott Insulator）。此外，我們還將詳細分析電荷密度波（Charge Density Wave, CDW）的形成機製，包括其與聲子軟化（Phonon Softening）的耦閤，以及如何利用法利-科恩（Falicov-Kimball）模型來刻畫這種復雜的電荷-晶格重構。 第三部分：量子信息、量子計算與凝聚態的交叉前沿 本部分將視角投嚮凝聚態物理學與信息科學的交匯點，探討如何利用材料體係的獨特量子特性來實現信息存儲和處理。 量子比特的物理實現： 詳細考察瞭幾種有前景的固態量子比特平颱。這包括超導電路中的約瑟夫森結（Josephson Junctions）如何作為人工原子形成Transmon 量子比特；半導體量子點中電子自鏇的操縱（基於能級分立和電子自鏇共振）；以及矽基材料中摻雜原子核自鏇的相乾性保持。 拓撲量子計算與Majorana費米子： 聚焦於拓撲量子計算的理論基礎。本書將詳細介紹如何通過設計特定幾何構型的超導/拓撲異質結來誘導齣非阿貝爾任意子（Non-Abelian Anyons），特彆是Majorana零模（Majorana Zero Modes）。我們將闡述這些模的非局域性如何保證計算的拓撲保護，並探討如何利用它們的編織操作（Braiding Operations） 來執行量子門。 量子輸運的新範式： 闡述瞭如何使用量子點和納米綫構建單電子晶體管和量子霍爾效應器件。重點討論瞭朗之萬動力學方程（Langevin Dynamics） 在描述開放量子係統（與環境相互作用）中的適用性，以及如何通過玻爾茲曼輸運方程的量子推廣來計算電流的噪聲特性，如散射限下的散粒噪聲（Shot Noise）。 總結： 本書通過對結構、漲落、拓撲和信息處理的係統性探討，為讀者構建瞭一個現代凝聚態物理學的全景圖。它強調瞭從基本原理到前沿應用的嚴謹推導，旨在培養讀者運用先進的理論工具解決復雜物理問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

如果要用一個詞來形容閱讀這本書後的感受，那可能是“厚重感”和“曆史感”的交織。它不僅僅是一本介紹當代研究前沿的書籍，更像是一部濃縮的、關於該領域發展曆程的編年史。在討論某些經典模型（比如XXX晶格模型）時，作者非常巧妙地穿插瞭提齣該模型的重要學者的背景和當時的物理思想環境。這使得我們能更好地理解為什麼某些看似突兀的假設會被提齣，以及它們是如何在後來的理論發展中被修正或完善的。這種敘事策略打破瞭純粹的數學演繹，賦予瞭理論物理研究以“人”的溫度和曆史的縱深感。它讓我意識到，科學的進步往往是在不斷的爭議、失敗和靈光乍現中前進的，而不是一個綫性的、完美無瑕的上升過程。對於有誌於從事該領域研究的學生而言，這種對曆史的關照，遠比單純掌握計算工具更有價值，它能培養一種批判性思維，讓你在麵對新理論時，能夠追溯其源頭，審視其閤理性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量確實達到瞭一個很高的水準，這在學術專著中是難能可貴的。紙張的觸感厚實，墨水的清晰度極佳，即便是那些復雜的希爾伯特空間算符和費曼圖，在放大後依然能保持清晰的綫條，這對於需要長時間盯著公式閱讀的人來說，極大地減輕瞭視覺疲勞。裝幀設計雖然樸素，但極其耐看，書脊的結構牢固，即使頻繁翻閱查找特定公式，也不易鬆散。這種對物理細節的尊重，似乎也延伸到瞭對讀者閱讀體驗的尊重。在某個深夜查閱布洛赫波函數推導時，我注意到一個非常細微的腳注，它引用瞭一篇冷門的早期文獻，這錶明作者在梳理這個領域的曆史脈絡時，下瞭極大的功夫，力求做到引證的全麵和準確。這種對細節的執著，是判斷一部嚴肅學術著作價值的重要指標，它讓讀者相信，書中所呈現的理論框架是建立在紮實而審慎的基礎之上的，而非輕率的臆斷或局部的成功經驗的推廣。

評分☆☆☆☆☆

這本看起來厚重的書籍，封麵設計沉穩，那種傳統的學術風格撲麵而來，讓人不禁聯想到象牙塔裏的深邃思考。我原本是抱著一種既敬畏又略帶迷茫的心情翻開它的。最初的幾章，語言的密度實在驚人，仿佛每一個句子裏都塞滿瞭需要反復咀嚼的專業術語。我感覺自己像個初學者，試圖攀登一座由數學公式和抽象概念構築的高山。那些關於晶格振動、電子關聯的描述，初讀時總覺得像隔著一層毛玻璃在看世界，細節模糊不清，隻有輪廓隱約可見。不得不承認，我花瞭比預期多得多的時間在查閱背景知識上，那些關於量子力學基礎的補充閱讀成瞭必修課。它不像市麵上流行的科普讀物那樣，試圖用生動的比喻來降低門檻，它更像一位嚴謹的導師，要求你必須先站穩腳跟，纔能允許你窺見其核心的奧秘。這種直接而毫不妥協的敘述方式，對於那些已經具備一定物理學基礎的讀者來說，或許是一種高效的指引，但對於我這種需要循序漸進的人來說，初期的挫敗感是真實存在的，需要極大的耐心和毅力纔能堅持下去，去探索它深藏在那些密密麻麻符號之下的宏偉圖景。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書並非適閤所有對“量子”感興趣的讀者。如果你的目標是瞭解量子糾纏的哲學含義或者新興的量子計算概念，這本書可能會讓你感到枯燥甚至望而卻步。它完全專注於凝聚態物質內部，關注的是集體行為、能帶結構、以及如何用場論的語言來描述宏觀物質的微觀本質。對我而言，最大的收獲在於它提供瞭一套極其完備的、從低能激發到高能激發都能自洽描述的理論工具箱。書中的習題設計也頗具匠心，它們不是那種簡單的代數運算，而是要求你真正動手動腦去推導關鍵結果，很多“小陷阱”隱藏其中，稍不注意就會導緻錯誤的結論。這就像是攀岩過程中，你需要不斷測試下一個抓手是否穩固，每一步都需要精確的判斷和力量的調配。最終完成那些復雜的推導時，那種“我理解瞭這背後的機製”的成就感，是任何簡單的閱讀體驗都無法比擬的，它帶來的自信心，是未來麵對更復雜、更前沿研究問題的強大精神支撐。

評分☆☆☆☆☆

當我終於突破瞭前期的語言障礙，開始領略到作者邏輯構建的精妙之處時，一種豁然開朗的體驗占據瞭主導。這本書的章節安排並非簡單的知識堆砌，而是呈現齣一種內在的、螺鏇上升的結構。它不像教科書那樣刻闆地羅列定理，而是通過一係列精心設計的思想實驗和理論推導，將復雜的物理圖像逐步地“搭建”起來。特彆是在處理多體係統中的對稱性破缺那一塊內容時，作者的處理手法極其優雅，他沒有急於給齣結論，而是通過層層遞進的論證，引導讀者自己“發現”某些必然的結果。這使得閱讀過程不再是被動接收信息，而更像是一場主動的智力探險。我尤其欣賞它在處理不同近似方法之間的比較時所展現齣的洞察力，它清晰地指齣瞭每種方法的適用範圍和潛在的局限性，這遠比隻介紹一種“標準”方法要深刻得多。讀完這些章節，我感覺自己對凝聚態係統內部相互作用的復雜性有瞭更深層次的敬畏，這已經超越瞭單純的計算技巧層麵，進入瞭對自然界基本規律的哲學性思考。