Topology in Ordered Phases pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Tanda, Satoshi (EDT)/ Matsuyama, Toyoki (EDT)/ Oda, Migaku (EDT)/ Asano, Yasuhiro (EDT)/ YaKubo, Kou

出品人:

页数:347

译者:

出版时间:

价格:120

装帧:HRD

isbn号码:9789812700063

丛书系列:

图书标签:

• 拓扑学
• 有序相
• 凝聚态物理
• 材料科学
• 数学物理
• 相变
• 拓扑缺陷
• 液晶
• 多铁性
• 自旋结构

好的，这是一本关于拓扑学在有序相中应用的图书简介，内容旨在详细介绍该领域的前沿进展，但不涉及《Topology in Ordered Phases》这本书的具体内容。 书名：相变与低维拓扑系统中的新奇物理现象 作者： [此处留空，或根据实际情况填写] 出版社： [此处留空，或根据实际情况填写] 出版年份： [此处留空，或根据实际情况填写] --- 简介：探索凝聚态物理中的几何与对称性 本书深入探讨了凝聚态物理学的前沿领域，聚焦于宏观物质的组织结构、对称性破缺以及由此产生的拓扑性质。在现代物理学中，理解材料的宏观行为如何源于其微观的量子关联，是理解物质世界复杂性的关键。本书旨在提供一个全面而深入的框架，用以解析在非平衡态、低维体系以及强关联环境下所涌现的拓扑序和新奇相态。 核心内容概述 本书的叙事结构围绕三个主要支柱展开：对称性、拓扑不变量与激发的动力学。我们不仅考察了传统的对称性分类（如空间群和点群），更着重于非阿贝尔统计和时间反演对称性在特定相变过程中的关键作用。 第一部分：从序参量到拓扑：对称性破缺的几何观 本部分首先回顾了经典相变理论中的序参量概念，并将其拓展至描述拓扑相变。我们详细分析了布洛赫波函数的几何性质，特别是在简并点附近如何形成非平凡的贝里曲率。 贝里相位与几何结构： 深入剖析贝里相位如何编码晶体结构中的几何信息。重点讨论了在二维电子气中，当磁场被引入时，霍尔电导率如何直接由布洛赫态的拓扑荷（如陈数）决定，从而引入了拓扑不变量的概念。我们详细推导了这些不变量的数学形式，并展示了它们如何解释量子霍尔效应的平台。 拓扑绝缘体与对称性保护： 本章探讨了在存在时间反演对称性的体系中，如何通过对布洛赫波函数进行分类来定义拓扑绝缘体。我们利用K理论的初步概念来对这些体系进行分类，并解释了拓扑非平庸的边界态（如狄拉克锥或克拉梅尔简并态）是如何由内部拓扑性质保护的。这些保护机制使得即使存在杂质或缺陷，边界态依然稳定存在。 第二部分：低维系统中的拓扑激发与激子的动力学 当系统维度降低至一维或二维时，拓扑效应变得尤为突出。本部分将焦点转移到一维链和二维薄膜系统，研究其中的拓扑激发和激子的输运性质。 马约拉纳费米子与拓扑超导： 重点分析了在p波超导体中预测的马约拉纳零能模。我们通过求解格林函数和安德森-金伯格（Kitaev）模型，展示了这些准粒子如何在拓扑超导体的末端出现。这些激发具有非阿贝尔统计的潜力，是未来容错量子计算的关键候选。我们详细讨论了如何利用扫描隧道显微镜（STM）来识别和探测这些零能激发。 自旋霍尔效应与拓扑电荷： 在二维反演对称体系中，自旋轨道耦合可以导致纯自旋电流的产生，即反常霍尔效应和自旋霍尔效应。本书解释了这些现象背后的拓扑泵机制，并讨论了如何通过引入磁性或Rashba/Dresselhaus耦合来调控这些输运行为。 第三部分：与外部环境的相互作用：拓扑在非平衡态下的鲁棒性 现实中的材料系统很少处于完美的平衡态。本部分着眼于系统与环境的耦合，特别是开放量子系统和非平衡动力学中的拓扑现象。 耗散驱动的拓扑相： 传统拓扑理论通常在哈密顿量框架内构建，但耗散过程可以驱动系统进入新的、由非厄米算符描述的拓扑相。我们引入非厄米体边对应的概念，解释了在增益/耗散平衡的系统中，如何可能出现“奇点线”拓扑，并导致非互易（Non-reciprocal）的波传播。这在光子学和声子学晶体中有着直接的应用。 拓扑缺陷的动力学演化： 拓扑缺陷（如涡旋或反涡旋）在材料的退火或冷却过程中如何形成和迁移是凝聚态物理中的经典问题。本书利用畴壁动力学和能量最小化原理，分析了在温度梯度或应力场作用下，拓扑结构如何动态演化，以及这些演化过程如何影响材料的宏观输运特性。 目标读者与本书特色 本书面向具有扎实的量子力学和凝聚态物理基础的研究生、博士后研究人员以及相关领域的资深学者。 本书的特色在于： 1. 数学严谨性与物理直观性的结合： 我们在推导关键概念时力求数学上的严谨，同时辅以大量的物理图像和具体模型（如Hubbard模型、Kitaev模型、拓扑晶体模型）来增强读者的理解。 2. 跨学科视野： 内容涵盖了从基础拓扑理论到实验观测，特别强调了这些理论在拓扑材料发现、量子计算和低功耗电子学中的潜在应用。 3. 强调现代进展： 专注于近十年来的研究热点，特别是与时间晶体、非厄米系统和高阶拓扑绝缘体相关的最新理论进展。 通过系统地学习本书内容，读者将能够掌握描述和预测新奇拓扑相态的先进工具，为探索下一代先进功能材料奠定坚实的理论基础。

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