Monomer and Polymer Research Frontiers pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Nova Science Pub Inc

作者:D'Amore, Alberto (EDT)/ Zaikov, Gennady (EDT)

出品人:

页数:152

译者:

出版时间:

价格:129

装帧:HRD

isbn号码:9781600214356

丛书系列:

图书标签:

• 高分子化学
• 单体
• 聚合物
• 材料科学
• 化学研究
• 前沿科技
• 高分子材料
• 有机化学
• 纳米材料
• 生物材料

凝聚态物理学前沿：从量子涨落到复杂系统的演化 本书聚焦于凝聚态物理学领域最具挑战性和前沿性的研究课题，深入探讨了物质在不同尺度和环境下的奇特行为及其背后的基本物理原理。 本书集合了该领域顶尖学者的最新研究成果和深刻见解，内容涵盖了从微观的量子效应到宏观的复杂系统动力学，旨在为高年级本科生、研究生以及研究人员提供一个全面而深入的视角，理解当前凝聚态物理研究的脉络与未来方向。 第一部分：拓扑与量子物质的奇异世界 本书的第一部分将读者带入拓扑物态的迷人领域。我们不再仅仅关注传统的对称性破缺所定义的相变，而是深入研究由拓扑不变量所描述的全新物质相。 第一章：高阶拓扑绝缘体与半金属 本章详细阐述了如何超越传统的（第一类和第二类）拓扑绝缘体和拓扑半金属的分类。重点探讨了高阶拓扑绝缘体（Higher-Order Topological Insulators, HOTIs） 的概念，特别是那些在维度上低于体态维度（bulk dimension）的边界上展现出拓扑保护的边缘态或角态（corner states）的材料。我们将剖析其晶体对称性与拓扑陈数的复杂关系，并介绍预测和实验探测HOTIs的理论框架，包括如何通过高阶拓扑不变量来表征这些系统。此外，本章还将讨论拓扑超导体 在实现非阿贝尔任意子（non-Abelian anyons）方面的潜力，这是量子计算领域的前沿课题。对磁性拓扑材料 中自旋霍尔效应和外尔费米子态的深入分析也将是本章的核心内容。 第二章：量子自旋液体与磁性涨落 本章着眼于量子自旋液体（Quantum Spin Liquids, QSLs） 这一长期以来困扰凝聚态物理学家的难题。我们将系统回顾低维和高维磁性材料中反铁磁序的失败机制，重点分析分数化的激发，如磁子（spinons） 和涡旋 的性质。理论部分将涵盖圈积分模型（Loop Quantum Gravity inspired models）、张量网络态（Tensor Networks States） 在描述强关联长程纠缠态中的应用，特别是MERA（Multi-scale Entanglement Renormalization Ansatz） 结构如何捕捉临界行为。实验方面，本章将重点关注利用中子散射 和μ子自旋旋转（Muon Spin Rotation, $mu$SR） 技术来探测QSL中无能隙激发和长程量子纠缠的最新进展。对Kitaev模型 及其在人工晶格（如蜂窝状或三角形晶格）中的实现也将进行详尽讨论。 第二部分：强关联电子系统的非平衡动力学 在第二部分，我们转向电子在强相互作用下所表现出的动态特性，特别是在非平衡态下的响应。 第三章：超快激发与非热态的形成 随着激光技术的发展，研究物质在极短时间尺度（飞秒甚至阿秒量级）内的响应成为可能。本章探讨了光激发超导材料 中电子的非热分布及其对超导性的瞬时影响。我们将详细分析“泵浦-探测”（Pump-Probe） 实验的理论基础，包括如何使用介电函数 和广义玻尔兹曼方程 来描述电子-声子、电子-电子散射在超快时间尺度上的耦合。重点内容包括准粒子激发的衰减、拉曼散射（Raman scattering） 在探测晶格振动和电子激发耦合中的作用，以及非热态下的狄拉克-哈密顿量 的有效描述。此外，对于拓扑材料中光诱导的拓扑相变，本章也将给出深入的理论建模。 第四章：耗散系统与开放量子系统理论 真实世界中的凝聚态系统总是与环境（热浴）耦合。本章系统介绍了处理耗散和噪声 的理论工具。我们将从林德布拉德方程（Lindblad Equation） 出发，过渡到图形微扰理论（Diagrammatic Perturbation Theory） 在非平衡态下的应用，特别是Keldysh-Green函数 形式主义，用于处理包含自洽热浴反馈的动力学过程。本章将重点分析介观系统 中电子输运的涨落效应，如单电子隧穿光谱 中因环境耦合导致的线形展宽和非洛伦兹形状的出现。对量子霍尔效应 中边缘态的非平衡电流输运，以及量子点阵列 中集体激发（如极化激元）的耗散动力学也将进行探讨。 第三部分：复杂系统与宏观涌现现象 第三部分将目光投向由大量组分相互作用而涌现出的宏观现象，特别是涉及空间结构和随机性的系统。 第五章：活跃物质与自驱动系统的物理学 活跃物质（Active Matter） 是近年来快速发展的交叉学科，它研究的是由内部能量转换驱动的自组织系统（如细菌群落、活细胞或合成微型马达）。本章将运用流体力学 和统计物理学 的概念来描述这些系统的集体行为。我们将重点分析“活性粘弹性” 这一核心概念，并讨论如何修改经典的Navier-Stokes方程 以纳入活性应力项。本章的理论核心在于非平衡相变，例如活性粒子系统中的“聚集体失稳”（Motility-Induced Phase Separation, MIPS） 现象。对如何利用信息论 概念来量化这些自驱动系统中的熵产生和耗散将提供新的见解。 第六章：缺陷动力学与材料的结构演化 在本章中，我们将探讨材料内部的缺陷（Defects） 如何主导其宏观性能和长期演化。重点关注位错（Dislocations） 在金属塑性变形中的运动学，以及畴壁（Domain Walls） 在铁电体和铁磁体中的动力学行为。理论上，我们将引入拓扑缺陷理论 来描述这些不连续结构，并探讨如何利用格子玻尔兹曼方法（Lattice Boltzmann Methods） 对复杂几何约束下的缺陷迁移进行高效模拟。特别是，本章将深入研究位错的雪崩式运动 和晶界迁移 在材料疲劳和蠕变过程中的关键作用，并将其与随机游走模型 相联系，以理解材料在长期应力下的尺度无关失效机制。 第七章：随机网络中的信息传播与鲁棒性 本书最后一部分关注于复杂网络理论 在物理系统中的应用。本章将网络抽象为图论模型，研究信息、能量或故障在这些网络中的传播效率和鲁棒性。我们将分析小世界网络 和无标度网络（Scale-Free Networks） 在描述真实物理耦合系统（如电网、电子器件互联）中的适用性。核心内容包括级联失效模型（Cascading Failure Models） 在评估电网韧性方面的应用，以及信息熵 如何量化网络中特定节点的关键作用。对随机矩阵理论 在分析大型随机网络特征值分布中的作用，以及同步现象 在生物物理和电子振荡器网络中的涌现也将作为重点章节进行阐述。 本书内容跨越多个物理子学科，要求读者具备扎实的量子力学、统计物理学和固体物理学基础，旨在激发读者对凝聚态物理学前沿挑战的兴趣与深入研究能力。

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