Field Theories of Condensed Matter Physics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:Cambridge University Press

作者:Eduardo Fradkin

出品人:

页数:856

译者:

出版时间:2013-2-28

价格:GBP 64.99

装帧:Hardcover

isbn号码:9780521764445

丛书系列:

图书标签:

凝聚态物理
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物理
量子场论
QFT
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Physics
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固体物理
物理学

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具体描述

Presenting the physics of the most challenging problems in condensed matter using the conceptual framework of quantum field theory, this book is of great interest to physicists in condensed matter and high energy and string theorists, as well as mathematicians. Revised and updated, this second edition features new chapters on the renormalization group, the Luttinger liquid, gauge theory, topological fluids, topological insulators and quantum entanglement. The book begins with the basic concepts and tools, developing them gradually to bring readers to the issues currently faced at the frontiers of research, such as topological phases of matter, quantum and classical critical phenomena, quantum Hall effects and superconductors. Other topics covered include one-dimensional strongly correlated systems, quantum ordered and disordered phases, topological structures in condensed matter and in field theory and fractional statistics.

凝聚态物质中的量子场论：一本通俗易懂的入门指南在物理学的广阔领域中，凝聚态物质物理学是一个充满活力且极具挑战性的分支，它致力于理解由大量粒子组成的物质系统的宏观性质，从固体的晶体结构到液体的流动特性，再到超导现象和量子霍尔效应等奇异量子现象。而量子场论（Quantum Field Theory, QFT），作为一种极其强大的理论框架，在描述基本粒子及其相互作用方面取得了辉煌的成就。将量子场论的强大工具应用于凝聚态物质系统的研究，无疑为我们揭示了大量物质内部深层次的量子奥秘，催生了一系列革命性的理论发现和实验进展。本书并非旨在提供一个详尽无遗的量子场论百科全书，也非一本枯燥乏味的数学推导集。相反，它是一本精心设计的、面向初学者的入门读物，旨在以清晰、直观且富含物理洞见的方式，将量子场论的核心概念和方法引入凝聚态物质物理学的研究中。我们希望通过本书，能够帮助那些具备基础量子力学和统计力学知识的读者，掌握利用量子场论来理解和描述凝聚态物质中丰富而迷人的物理现象的钥匙。为何需要量子场论来研究凝聚态物质？在经典物理学中，我们常常将凝聚态物质视为由大量相互作用的经典粒子组成的集合。然而，当系统进入低温区域，或者存在强烈的相互作用时，粒子的量子性质将变得异常重要。此时，传统的单粒子量子力学方法往往显得力不从心，无法有效地描述集体激发的涌现、拓扑序的存在以及量子纠缠等现象。量子场论提供了一个全新的视角。它不再将物质视为由离散粒子构成，而是将它们看作是遍布空间的场的激发。场的量子化意味着这些激发具有粒子般的性质，例如能量和动量。这种“场”的观念，对于理解集体行为和集体激发尤为重要。例如，在固体中，晶格振动可以被视为声子的量子激发，而电子在周期势中的运动则可以用费米场的激发来描述。更重要的是，量子场论为描述多体系统的相互作用提供了一个统一而优雅的框架。通过引入相互作用哈密顿量，我们可以研究粒子之间的散射、形成准粒子以及出现各种新奇的量子相。此外，量子场论中的重整化群（Renormalization Group, RG）方法，能够系统地研究系统在不同尺度下的行为，这对于理解临界现象、量子相变以及长程关联至关重要。本书的核心内容与结构安排本书将循序渐进地引导读者进入量子场论在凝聚态物质中的应用。我们将从最基础的概念开始，逐步深入到更复杂的主题。第一部分：基础概念与经典场论的引入在正式引入量子场论之前，我们将首先回顾和巩固一些基础概念。这包括：多体系统的挑战：讨论为什么需要超越单粒子量子力学的框架来理解凝聚态物质。经典场论回顾：简要介绍经典场论的基本思想，例如拉格朗日量、作用量以及场方程，为后续的量子化奠定基础。例如，我们将讨论如何用麦克斯韦方程描述电磁场，以及如何用场论的语言来描述连续介质的振动。第二部分：量子场论的初步构建这一部分将是本书的核心，我们将开始构建量子场的框架：二次量子化（Second Quantization）：这是将量子力学扩展到多粒子系统和量子场论的关键步骤。我们将介绍产生算符和湮灭算符，以及它们在描述粒子数的产生和湮灭中的作用。对于玻色子和费米子，我们将分别讨论它们的对易关系和反对易关系，并解释其物理意义。自由场的量子化：我们将从最简单的自由场开始，例如自由标量场和自由狄拉克场（描述费米子）。通过对这些场进行二次量子化，我们将理解如何获得粒子的能谱、动量分布以及它们之间的散射过程（虽然对于自由场，散射是平凡的）。相互作用场论的引入：真实世界中的凝聚态物质系统充满了相互作用。我们将介绍如何通过在拉格朗日量中加入相互作用项来描述粒子之间的相互作用。微扰理论与费曼图：对于弱相互作用系统，微扰理论是研究相互作用的重要工具。我们将详细介绍费曼图（Feynman Diagrams）是如何表示微扰展开中的各项，并解释如何通过计算费曼图来获得物理量，例如散射振幅和传播子。我们将通过具体的例子，例如电子-电子散射，来展示费曼图的绘制和计算过程。第三部分：凝聚态物质中的典型模型与应用在掌握了量子场论的基本工具后，我们将开始将其应用于具体的凝聚态物质模型：量子谐振子链与声子：晶格振动是凝聚态物质中最基本的集体激发之一。我们将用量子场论的方法来描述晶格振动，将其视为一种准粒子——声子的量子场。我们将讨论声子的色散关系、声子-声子相互作用以及其在热学性质中的作用。电子气体与朗道理论：自由电子气模型是描述金属导体的重要模型。我们将使用费米场论来研究电子气，并引入费米液体理论（Fermi Liquid Theory）的概念，例如准粒子、准粒子寿命和重整化。量子霍尔效应：这是凝聚态物质中一个极具代表性的量子现象。我们将利用量子场论的工具，例如拓扑概念和Chern-Simons理论，来解释整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应。我们将探讨其非微扰性质以及与拓扑保护的关系。超导与BCS理论：超导性是另一种重要的量子现象。我们将介绍BCS（Bardeen-Cooper-Schrieffer）理论，并从量子场论的视角来理解电子配对形成库珀对的过程，以及超导能隙的出现。我们将讨论约瑟夫森效应等超导现象的场论描述。磁性材料与自旋场论：磁性材料中电子自旋的集体行为是另一个重要课题。我们将介绍如何用自旋场论来描述磁有序相，例如铁磁性、反铁磁性，并研究其集体激发，例如自旋波。重整化群在凝聚态物理中的应用：重整化群是一种强大的分析工具，能够揭示系统在不同尺度下的行为。我们将介绍重整化群的基本思想，以及它如何应用于研究临界现象、量子相变和无标度性。我们将通过一些简单的例子，例如Ising模型，来演示重整化群的原理。本书的特色与学习方法物理直觉的培养：我们始终强调物理图像和直觉的培养。虽然量子场论涉及到抽象的数学概念，但我们力求用清晰的语言和直观的类比来解释这些概念的物理意义。循序渐进的难度：本书的结构设计遵循由易到难的原则，确保读者能够一步一步地建立起对量子场论的理解。丰富的例子与问题：每一章都配有精心设计的例子和习题，帮助读者巩固所学知识，并培养解决实际问题的能力。强调概念而非繁琐推导：虽然必要的数学推导是不可避免的，但我们的重点在于理解推导背后的物理思想，而不是沉溺于枯燥的计算过程。本书的目标读者本书适合以下人群：物理学专业本科高年级学生和研究生，希望深入了解凝聚态物质的量子性质。对凝聚态物质理论充满兴趣，并具备扎实量子力学和统计力学基础的理论物理学家。希望将量子场论的工具应用于其他领域的科研人员，例如量子信息、高能物理等，但对凝聚态物质有所了解。我们相信，通过学习本书，读者将能够掌握量子场论这个强大的理论工具，从而更深入地探索凝聚态物质世界的奇妙之处，并为未来的研究打下坚实的基础。量子场论在凝聚态物理学中的应用，就像一把开启了潘多拉魔盒的金钥匙，里面蕴藏着无数令人惊叹的物理现象和深刻的理论洞见，等待着我们去发掘。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

It is hard to comment on this book. This book indeed provides a comprehensive introduction to various topics in strongly correlated electron systems and I do not know any similar books yet. (For example, The book by Altland & Simons is too introductory....

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，那种深邃的蓝与跳动的光影交织在一起，仿佛能让人瞬间沉浸到微观世界的复杂与美感之中。拿到手里的时候，那种厚重感和精装的质感就预示着这不是一本可以轻松翻阅的入门读物。光是看目录的排版，那些密密麻麻的专业术语和复杂的数学符号就已经让人望而生畏，但同时也激发出了一种强烈的求知欲——这背后一定隐藏着构建我们现代物理学理解的坚实框架。我特别留意了章节间的过渡，那种逻辑的严谨性，让人感觉作者在引导你攀登一座巍峨的高峰，每一步都经过深思熟虑，确保读者不会在半山腰迷失方向。虽然我还没深入阅读，但仅凭这装帧和布局，就能感受到其学术深度，它散发出的那种沉稳、权威的气质，让人知道这是一部真正致力于系统阐述其核心概念的里程碑式著作。这绝不是一本泛泛而谈的科普读物，它显然是为那些准备好接受严酷思维训练的探索者准备的。

评分☆☆☆☆☆

初次接触这本书，我被它所蕴含的严谨性深深吸引住了。这种严谨性并非枯燥的教条，而更像是一种对自然界基本规律的深深敬畏所体现出来的逻辑之美。从封底的文字描述中可以感受到，这本书试图构建一个跨越不同尺度和现象的统一描述框架，这本身就是一个极具野心的目标。一个好的理论框架应当像一张精密的地图，能够将看似不相关的现象连接起来。这本书的整体气质透露出一种对结构化思维的极致追求，它试图教会读者如何“像物理学家一样思考”——即如何通过最基本的公理和假设，推导出宏大而精确的结论。这种训练对于任何希望在理论物理领域有所建树的人来说，都是至关重要的。它的存在本身，就为该领域设定了一个极高的标准和参照系。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“份量感”实在惊人，翻开扉页时，我几乎能闻到那种油墨与纸张混合的、独属于精装学术书籍的气息。这种厚度本身就构成了一种无声的承诺：它囊括了足够多的深度和广度，足以支撑起一个严肃的学术研究者数年的案头工作。我惊喜地发现，它似乎非常注重历史脉络的梳理，从基础原理的溯源到现代研究前沿的过渡，那种步步为营的叙事方式，暗示着作者并不满足于仅仅陈述“是什么”，更着重于解释“为什么会是这样”。这种对理论发展路径的尊重和细致描绘，对于培养扎实的物理直觉至关重要。它不会让你感到像是直接跳入了一个已经构建好的、缺乏背景的结构之中，而是提供了一个完整的“施工现场”，让你观察到建筑是如何从地基开始一步步搭建起来的，这对于真正掌握该领域的精髓是不可替代的。

评分☆☆☆☆☆

阅读一本学术巨著，最让人期待的往往是那些隐藏在正文之外的“宝藏”——那些详尽的附录和参考书目。尽管我尚未深入到需要参考这些内容的阶段，但仅凭目录中对这些部分的标注，就能推测出这本书的参考价值之高。它们似乎不仅仅是简单的引用列表，而是精心挑选的、有助于读者进行自我提升和深入探索的资源库。一个优秀的教材或专著，其价值绝不仅限于其核心章节，更在于它能否成为一座通往更广阔知识领域的桥梁。从这本书的结构来看，它显然肩负起了这种“导航员”的责任。它没有将读者孤立在作者构建的知识体系内，而是提供了指向更深更远文献的精确坐标。这种对读者未来学术轨迹的预见性设计，是区分普通参考书与经典专著的关键所在。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的排版和字体选择印象极为深刻，这体现了出版商对专业书籍用户体验的重视程度。内文的字体选择了偏向衬线的风格，既保证了在长时间阅读复杂公式和推导时眼睛不容易疲劳，又在美观上找到了一个微妙的平衡点。行距和段落的划分处理得非常得当，使得那些冗长、层层递进的数学论证过程，在视觉上保持了清晰的层次感。值得称赞的是，书中的插图和示意图——虽然我只瞥见了几张——看起来分辨率极高，线条精准有力，对于抽象概念的具象化起到了关键作用。这种对细节的关注，使得原本可能晦涩难懂的内容，通过视觉辅助得到了极大的澄清。它不仅仅是一堆文字和符号的堆砌，更像是一件精心雕琢的工艺品，每一个元素似乎都在为提升读者的理解效率而服务。可以预见，未来我会在查阅特定理论时，会毫不犹豫地翻开它，因为它良好的可读性本身就是一种宝贵的资源。

评分☆☆☆☆☆

Li,Xiao 师兄推荐

评分☆☆☆☆☆

当然我没有读完，我只是看了我感兴趣的部分。其结果是，我觉得带着这书和Altland的书可以走遍天下了。与第一版相比，基本就是一本新书，一本以初学者为对象的讲述高端前沿凝聚态理论的书，可读性远远超过文小刚老师的书（这是事实，不是贬低文老师）。

评分☆☆☆☆☆

One of the best. Research oriented book.

评分☆☆☆☆☆

Li,Xiao 师兄推荐

评分☆☆☆☆☆

Amazon 书评：「for most time I have to read original papers in the reference to understand what is said here. But if so, why reading this book? 」「大多数时候，我不得不去读reference里的原始paper，来理解这本书在讲什么。那为什么还要读这本书？」 >>说这本书好读的我求求各位，讲一下怎么好读，需要什么理论储备。Fradkin的lec、paper和书，我没一个能看得懂。相比之下，Altland那本复杂啰嗦的书也看了很久没什么进展。但小刚的书就能看懂，还感觉很有趣。对于QFT似乎也是这样，Peskin啰哩啰嗦，相反基本短小的书倒是更容易接受一点