光学谐振腔与引力波探测 9787030413123 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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方洪烈 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030413123

商品编码：12590455011

包装：圆脊精装

出版时间：2016-03-01

基本信息

书名：光学谐振腔与引力波探测

：128.0元

作者：方洪烈

出版社：科学出版社

出版日期：2016-03-01

ISBN：9787030413123

字数：418

页码：

版次：31

装帧：圆脊精装

开本：B5

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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导语_点评_推荐词

内容提要

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目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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序言

好的，这是一本关于凝聚态物理前沿研究的图书简介，内容涵盖了超导、拓扑绝缘体以及量子多体系统的理论与实验探索。 --- 凝聚态物理前沿：从新型量子材料到复杂多体系统 （约1500字详细介绍） 内容概述 本书系统梳理了当代凝聚态物理学领域最具活力和挑战性的几个研究方向，旨在为高年级本科生、研究生以及一线科研人员提供一个深入了解前沿课题的理论框架和实验视角。全书聚焦于强关联电子系统、新型量子材料的特性、拓扑相变以及非平衡态动力学这四大核心板块，力求展现凝聚态物理在理解物质奇异量子行为方面的最新进展。 第一部分：强关联电子系统的挑战与机遇 强关联电子系统是凝聚态物理的“圣杯”之一，电子之间的库仑相互作用不再是微扰，而是主导材料宏观性质的关键因素。本书深入剖析了如何从理论上描述这些复杂的相互作用。 1.1 范霍夫奇点与莫特绝缘体 本章详细阐述了费米液体理论的局限性，特别是当电子填充数接近特定临界值时（如范霍夫奇点附近），系统会如何偏离标准的准粒子描述。随后，我们转向对莫特绝缘体的深入探讨。书中不仅回顾了Hubbard模型的建立和平均场近似（如局域自洽场理论），更着重介绍了动力学平均场理论（DMFT）在处理局域强关联效应中的核心地位。通过对DMFT的详细推导和应用案例分析（如高价氧化物），读者将理解自旋涨落如何抑制电导，并诱导出奇异的金属态——奇异金属。 1.2 超导机理的新探索 传统BCS理论在描述高温超导方面存在明显的不足。本书将重点放在非传统的配对机制上。我们探讨了铁基超导体中由旋波和磁涨落介导的配对可能性，并对比了重费米子体系中电子-声子耦合与电子-磁子耦合的竞争关系。特别关注了拓扑超导的可能性，例如在表面或界面处可能出现的马约拉纳零能模。书中提供了分析超导电性特征——如极角依赖的穿透深度、反常的特定低能激发——的实验技术和理论模型。 第二部分：拓扑物态的几何与拓扑学视角 拓扑物理是近十年来凝聚态物理最成功的领域之一，它揭示了物质的能带结构可以被拓扑不变量（如陈数、 $mathbb{Z}_2$ 不变量）所刻画。 2.1 拓扑绝缘体与拓扑半金属 本书从K-P模型出发，构建了二维和三维拓扑绝缘体的理论基础，清晰阐释了时间反演对称性在保护拓扑边界态中的关键作用。我们详细讨论了强拓扑绝缘体和弱拓扑绝缘体的区别，以及如何通过计算其拓扑不变量来预测材料的性质。对于拓扑半金属，重点分析了狄拉克锥和外尔锥的形成条件。书中详尽地介绍了如何利用费米面附近色散关系的几何特性（如贝里曲率）来解释霍尔效应的异常，并对比了垂直磁场下磁通量的量化与无磁场下拓扑霍尔效应的产生机理。 2.2 拓扑材料的界面与异质结 真正的应用潜力往往隐藏在材料的界面。本章聚焦于拓扑异质结的研究，探讨了当拓扑材料与普通材料或超导材料接触时所产生的特殊界面态。这包括了拓扑超导体界面中可能出现的Majorana束缚态的束缚态能级，以及界面处的电荷转移和电荷泵浦效应。本书提供了利用扫描隧道显微镜（STM）直接成像拓扑边界态的实验案例分析。 第三部分：量子多体系统的非平衡态动力学 传统凝聚态物理主要关注材料的平衡态性质，但现代实验技术使得我们能够精确操控和探测系统对外部脉冲的响应，开启了非平衡态凝聚态物理的研究热潮。 3.1 泵浦-探测技术与超快动力学 系统地介绍了超快激光技术在凝聚态物理中的应用，特别是泵浦-探测（Pump-Probe）方案如何用于激发和监测电子系统的弛豫过程。我们深入探讨了晶格振动（声子）在能量耗散中的作用，以及电子-电子、电子-自旋相互作用在超快时间尺度上的耦合机制。书中特别关注了在强光脉冲激发下，系统可能进入的Floquet态，即周期性驱动下的新稳定态，并讨论了这些人工周期性系统的拓扑性质。 3.2 量子耗散与退相干 在真实世界中，量子系统不可避免地与环境发生耦合，导致退相干。本部分从开放量子系统的角度出发，介绍了Lindblad主方程和Wigner函数等工具来描述耗散过程。重点分析了在强耦合极限下，环境如何“重塑”系统的有效哈密顿量，例如，伪哈密顿量（Floquet Engineering）的设计原则，用以在有效层面模拟出在平衡态下难以实现的物理模型。 总结与展望 本书的撰写风格严谨而不失启发性，理论推导清晰，并紧密结合了近年来在PRL、Nature Physics等顶级期刊上发表的代表性实验成果。它旨在为读者搭建一个坚实的知识桥梁，从理解基础量子力学原理，跨越到驾驭复杂量子系统的前沿研究。通过对这些核心领域的全面覆盖，读者将能更好地把握未来凝聚态物理学可能出现的突破方向，无论是新型量子计算材料的探索，还是对基础物理规律的深刻理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名“光学谐振腔与引力波探测”本身就极具吸引力。它暗示着一种精密的科学仪器与一种探索宇宙深层规律的宏伟事业相结合。我一直对精密测量技术在基础科学研究中的应用深感好奇。光学谐振腔，以其对光波的精妙控制能力，在许多高精度实验中都扮演着核心角色。我期待书中能详细介绍这类谐振腔的物理原理，包括它们如何通过反射镜的反射和腔体的几何形状来产生驻波，以及如何通过选择合适的腔长来实现对特定频率的光的放大。更让我感兴趣的是，这些看似微观的光学现象，是如何被应用到宏观的引力波探测领域。书里是否会详细介绍光学谐振腔在引力波干涉仪中的具体应用，例如如何通过引入谐振腔来提高激光的功率和相干性，从而增强探测器的灵敏度，捕捉到宇宙中极为微弱的引力波信号？我对其中涉及到的各种工程挑战，如如何实现超高真空、如何稳定腔长、如何减少噪声干扰等，都充满了求知欲。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我对科学研究中那些“看似不可能”的壮举都充满敬意。光学谐振腔，一个在光学领域几乎是家喻户晓的概念，以其精密的结构和强大的光场增强能力，早就为我所熟知。而引力波探测，则代表了人类探索宇宙最前沿的努力，其难度之大，技术要求之高，常常让我惊叹不已。所以，当这两者被并列在书名中时，我内心充满了好奇与期待。我猜想，这本书的作者一定是一位深谙此道的大师，他/她能够将这两个看似独立的学科领域有机地结合起来，揭示它们之间深刻的联系。书中或许会详细阐述光学谐振腔是如何成为引力波探测器中不可或缺的关键技术，比如在激光干涉仪中，如何通过巧妙地设计谐振腔来延长光程，从而大幅提升探测器的灵敏度，使得原本微弱的引力波信号得以被捕捉。这其中的技术细节，比如如何克服谐振腔内的热噪声、真空度的要求、腔镜的反射率和损耗等等，都是我非常感兴趣的内容。

评分☆☆☆☆☆

“引力波探测”这部分，则立刻将我的思绪拉向了宇宙最深处的奥秘。引力波，这种由剧烈天体事件产生的时空涟漪，其探测难度之大，一直是我关注的焦点。我想象这本书会详细介绍人类是如何克服这些巨大挑战，最终捕捉到引力波信号的。它大概会从爱因斯坦的广义相对论入手，解释引力波的产生机制和传播特性，然后深入到探测器的设计理念，比如干涉仪的工作原理，它如何利用激光束的干涉条纹来感知极微小的长度变化。光在这里不仅仅是信号，更是度量时空的精妙工具。书中会不会包含一些关于地面和太空引力波探测器的详细介绍，例如LIGO、Virgo、KAGRA，以及未来可能建造的LISA等项目？我很想了解这些探测器是如何克服地震、热噪声、量子噪声等各种干扰，实现对毫秒内甚至更短时间内百万分之一原子直径的位移的精确测量。而且，探测到的引力波信号是如何被处理、分析，并从中提取出关于宇宙事件的信息，比如黑洞合并、中子星碰撞等，这其中的信号处理和数据分析的挑战也是我非常好奇的。

评分☆☆☆☆☆

当我看到“光学谐振腔与引力波探测”这样一本融合了两个看似不相关却又息息相关的领域的研究书籍时，我脑海中立刻浮现出一种对跨学科研究的赞叹。我猜测这本书的核心内容大概率是在探讨光学谐振腔如何被巧妙地应用于引力波探测的各个环节。或许，高精度光学谐振腔是引力波探测器中至关重要的核心部件，它们能够极大地增强激光的相干性，提高探测器的灵敏度，甚至在信号放大和噪声抑制方面发挥关键作用。书里是否会详细阐述如何设计和制造满足引力波探测严苛要求的超高真空、超高稳定性的光学谐振腔？例如，材料的选择、表面抛光精度、谐振腔长度的稳定性控制，以及如何将其集成到庞大的引力波干涉仪系统中，并保持其精密的性能。我希望这本书能够深入剖析这种技术结合的科学原理和工程难题，并展示科研人员在这方面所取得的突破性进展。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名让我联想到了一系列宏大的概念。光学谐振腔，这个词本身就充满了精密和高效的感觉。我一直对物理学中那些能够精确控制和放大光信号的装置感到着迷。想象一下，光线在腔体里来回反射，能量不断累积，形成一种强大的、聚焦的光束，这简直是工程师和科学家们智慧的结晶。我很好奇书中会如何详细阐述这些谐振腔的构造原理，它们是如何设计来达到极高的反射率和稳定的模式的，以及在不同的应用场景下，比如激光器、干涉仪中，它们扮演着怎样的核心角色。是会从基础的麦克斯韦方程组出发，推导出谐振腔的边界条件和本征模式，还是会更侧重于介绍实际的腔体设计、材料选择和制造工艺？我期待书中能提供一些不同类型光学谐振腔的实例分析，比如法布里-珀罗干涉仪、赫卢姆霍兹腔等，并深入探讨它们的优缺点以及在科研和工程实践中的具体应用，也许还会涉及到一些前沿的纳米光子学谐振腔的设计和制备技术。