內容簡介
《量子相變(第2版)(英文版)》講述量子相變是物質的量子相在零溫下的一種相變。相比於經典相變,量子相變可以僅通過在絕對零度下改變一些物理參數(如磁場或壓力)就可以實現。量子相變描述量子漲落導緻的多體係統基態的突變,這可以是一個二級相變。在相變現象中,大量微觀粒子的相互作用與熱或量子漲落的競爭起到核心的作用,而相變的行為通常具有普適性,又與相互作用的細節無關。
內頁插圖
目錄
From the Preface to the first edition page xiii
Preface to the second edition xvii
Part I Introduction
1 Basic concepts
1.1 What is a quantum phase transition?
1.2 Nonzero temperature transitions and crossovers
1.3 Experimental examples
1.4 Theoretical models
1.4.1 Quantum Ising model
1.4.2 Quantum rotor model l
1.4.3 Physical realizations of quantum rotors
2 Overview
2.1 Quantum field theories
2.2 What's different about quantum transitions?
Part II A first course
3 Classical phase transitions
3.1 Mean-field theory
3.2 Landau theory
3.3 Fluctuations and perturbation theory
3.3.1 Gaussian integrals
3.3.2 Expansion for susceptibility
Exercises
4 The renormalization group
4.1 Gaussian theory
4.2 Momentum shell RG
4.3 Field renormalization
4.4 Correlation functions
Exercises
5 The quantum Ising model
5.1 Effective Hamiltonian method
5.2 Large-g expansion
5.2.1 One.particle states
5.2.2 TwO-particle states
5.3 Small-g expansion
5.3.1 d=
5.3.2 d=
5.4 Review
5.5 The classical Ising chain
5.5.1 The scaling limit
5.5.2 Universality
5.5.3 Mapping to a quantum model:Ising spin in a transverse field
5.6 Mapping of the quantum Ising chain to a classical Ising model Exercises
6 The quantum rotor modeI
6.1 Large-g expansion
6.2 Small-g expansion
6.3 The classical X Y chain and an O(2)quantum rotor
6.4 The classical Heisenberg chain and an O(3)quantum rotor
6.5 Mapping to classical field theories
6.6 Spectrum of quantum field theory
6.6.1 Paramagnet
6.6.2 Quantum critical point
6.6.3 Magnetic order
Exercises
7 Correlations,susceptibilities,and the quantum critical point
7.1 Spectral representation
7.1.1 Structure factor
7.1.2 Linear response
7.2 Correlations across the quantum critical point
7.2.1 Paramagnet
7.2.2 Quantum critical point
7.2.3 Magnetic order
Exercises
8 Broken symmetries
8.1 Discrete symmetry and surface tension
8.2 Continuous symmetry and the helicity modulus
8.2.1 0rder parameter correlations
8.3 The London equation and the superfluid density
8.3.1 The rotor model
Exercises
9 Boson Hubbard modeI
9.1 Mean-field theory
9.2 Coherent state path integral
9.2.1 Boson coherent states
9.3 Continuum quantum field theories
Exercises
Part ⅢNonzero temperatures
10 The Ising chain in a transverse field
10.1 Exact spectrum
10.2 Continuum theory and scaling transformations
10.3 Equal-time correlations of the order parameter
10.4 Finite temperature crossovers
10.4.1 Low T on the magnetically ordered side,△>0,T《△
10.4.2 Low T on the quantum paramagnetic side,△<0,T《「△」
10.4.3 Continuum high T,T》「△」
10.4.4 Summary
11 Quantum rotor models:large-N Iimit
11.1 Continuum theory and large-N limit
11.2 Zero temperature
11.2.1 Quantum paramagnet,g>gc
11.2.2 Critical point,g=gc
11.2.3 Magnetically ordered ground state,g<gc
11.3 Nonzero temperatures
11.3.1 Low T on the quantum paramagnetic side,g>gc,T《△+
11.3.2 High T,T》△+,△-
11.3.3 Low T on the magnetically ordered side,g<gf,T《△-
11.4 Numerical studies
12 Thed=1,0(N≥3)rotormodels
12.1 Scaling analysis at zero temperature
12.2 Low-temperature limit of the continuum theory,T《△+
……
Part Ⅳ Other models
前言/序言
好的,以下是為您準備的一份關於一本假設的圖書的詳細簡介,該圖書與您提到的《量子相變(第2版)(英文版)》無關。 --- 圖書名稱: 《復雜網絡動力學:從理論基礎到前沿應用》 作者: 張文華, 李明德 齣版社: 科學前沿齣版社 ISBN: 978-7-5000-0000-0 圖書概述 《復雜網絡動力學:從理論基礎到前沿應用》是一部係統深入探討復雜網絡中物質、信息或行為演化規律的權威性著作。本書聚焦於復雜係統科學與網絡科學的交叉前沿,旨在為研究人員、高年級本科生和研究生提供一個全麵、嚴謹且富有洞察力的理論框架和實踐指導。 在當代科學研究中,從生物體的基因調控網絡到全球的互聯網結構,再到社會經濟係統的互動關係,復雜網絡無處不在。理解這些網絡中信息的傳播、疾病的擴散、意見的形成以及係統穩定性的維持,已成為解決諸多科學難題和工程挑戰的關鍵。本書正是在這一背景下,力圖填補現有文獻中理論深度與實際應用銜接不足的空白。 全書結構清晰,邏輯嚴密,內容涵蓋瞭復雜網絡動力學的基本概念、核心理論模型、前沿研究熱點以及多樣化的應用案例。作者憑藉其在統計物理學和網絡科學領域的深厚積纍,以獨特的視角整閤瞭隨機圖理論、非綫性動力學和統計力學的方法論,為讀者構建瞭一幅復雜網絡動力學世界的全景圖。 核心內容詳解 第一部分:復雜網絡的基礎與動力學建模 本部分為全書的理論基石,詳細介紹瞭構建和分析復雜網絡所需的數學工具和基本概念。 網絡拓撲結構分析: 深入探討瞭網絡的定義、關鍵拓撲指標(如度分布、聚類係數、平均路徑長度、小世界效應與無標度特性)。特彆強調瞭如何從真實數據中提取並重構網絡結構,並對不同類型的網絡模型(如Erdős-Rényi模型、Barabási-Albert模型、小世界模型)的生成機製及其統計特性進行瞭詳細的比較分析。 動力學方程的建立: 闡述瞭如何針對不同物理或信息過程(如SIS、SIR流行病模型、非一緻性動力學、布萊剋-休謨模型等)在網絡上進行數學描述。重點解析瞭平均場理論(Mean-Field Theory)在處理大規模網絡動力學問題中的應用及其局限性,並介紹瞭超越平均場的更精確的工具,如成對近似(Pair Approximation)和網絡簇展開(Network Clustering Expansion)。 同步現象的理論: 係統迴顧瞭網絡動力學中最引人注目的現象之一——同步。從Kuramoto模型在耦閤振子網絡中的應用齣發,探討瞭同步的臨界條件、同步的類型(全局同步、部分同步、相位鎖定)以及拓撲結構如何影響同步的效率和穩定性。 第二部分:網絡演化與信息傳播 本部分側重於描述網絡結構如何隨時間變化,以及信息(或影響力)如何在既有或動態變化的結構上流動。 網絡演化模型: 區分瞭基於優先連接(Preferential Attachment)和基於局部連接(Local Connectivity)的演化規則,分析瞭這些規則如何導緻無標度網絡和社團結構的湧現。探討瞭時間依賴性對網絡結構穩定性和魯棒性的影響。 信息級聯與意見動態: 詳細分析瞭社交網絡中信息傳播和意見極化的機製。引入瞭受限理性決策模型和各種復雜的社會影響模型(如DeGroot模型、貝葉斯更新模型),研究瞭意見領袖(Influencers)的識彆、信息傳播的閾值現象(Threshold Phenomena)以及網絡結構對信息傳播速度和覆蓋率的決定性作用。 網絡魯棒性與脆弱性: 考察瞭網絡在遭受隨機故障或蓄意攻擊(如節點或邊移除)時的響應。量化瞭不同網絡拓撲(如格點、隨機網絡、無標度網絡)在抵抗攻擊方麵的差異,並介紹瞭網絡重構和冗餘機製在增強係統韌性中的作用。 第三部分:前沿應用與交叉研究 本部分將理論框架應用於解決現實世界中的具體問題,展示瞭復雜網絡動力學的強大解釋力和預測能力。 生物係統中的網絡動力學: 分析瞭蛋白質相互作用網絡(PPI)的功能模塊劃分、代謝網絡的穩態分析,以及神經元網絡中的脈衝同步與信息編碼。重點討論瞭基因調控網絡中的反饋迴路如何驅動係統狀態的轉變。 交通與物流係統優化: 應用圖論和流理論,模擬瞭城市交通網絡中的擁堵傳播和應急疏散策略。探討瞭如何通過優化關鍵節點(如紅綠燈配時、道路拓撲)來提高整體係統的通行效率。 金融風險的傳染建模: 利用網絡金融模型來刻畫銀行間、機構間的關聯性。研究瞭某一傢機構的破産如何通過債務鏈條嚮整個金融係統擴散,並據此提齣量化風險管理和係統性風險預警的指標。 圖神經網絡(GNN)的動力學視角: 從動力學係統的角度重新審視深度學習中的圖神經網絡,分析信息在網絡層級上的迭代傳播過程,為設計更具可解釋性和穩定性的GNN模型提供新的思路。 本書特色 1. 跨學科整閤: 本書巧妙地融閤瞭統計物理、非綫性動力學、圖論和應用數學的最新成果,為讀者提供瞭多維度的分析視角。 2. 嚴謹的數學推導: 每一個核心結論都配有詳盡的數學推導過程,確保讀者能夠深入理解模型的內在機製,而非停留在現象描述層麵。 3. 麵嚮前沿: 專門闢章討論瞭時變網絡、異構網絡以及網絡動力學與深度學習的結閤等當前研究熱點。 4. 豐富的案例研究: 結閤瞭大量來自物理、生物、工程和社會科學的實際數據分析案例,使抽象的理論更具象化。 讀者對象 本書適閤於物理學、數學、計算機科學、生物工程、經濟金融等領域的研究人員、博士後以及高年級研究生。同時,對於希望將復雜係統分析方法應用於實際工程或管理問題的專業人士,本書也提供瞭堅實的理論基礎和實用的分析工具。閱讀本書需要具備紮實的微積分、綫性代數和概率論基礎。