Organic Conductors, Superconductors and Magnets pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Ouahab, Lahcene (EDT)/ Yagubskii, Eduard (EDT)

出品人:

页数:340

译者:

出版时间:

价格:$ 95.99

装帧:Pap

isbn号码:9781402019425

丛书系列:

图书标签:

• Organic conductors
• Superconductivity
• Magnetism
• Condensed matter physics
• Materials science
• Electronic properties
• Organic materials
• Low temperature physics
• Solid state physics
• Molecular electronics

《量子场论导论：从基础到前沿》 内容简介 本书旨在为物理学、数学以及相关工程领域的研究生和高年级本科生提供一个深入且严谨的量子场论（Quantum Field Theory, QFT）导论。它不仅仅是一本介绍基本概念的教科书，更是一部引导读者从经典场论的视角出发，逐步构建和理解现代粒子物理学和凝聚态物理学核心工具的指南。全书结构清晰，内容详实，力求在保证数学严谨性的同时，兼顾物理图像的直观阐释。 全书分为四大部分，共十二章： --- 第一部分：经典场论的复兴与量子化基础 (Chapters 1-3) 第一章：经典场论的几何基础 本章首先回顾了经典力学的拉格朗日形式，并将其推广到场论的范畴。详细讨论了连续系统中的作用量原理、欧拉-拉格朗日方程在场论中的应用，特别是标量场、矢量场和张量场的拉格朗日密度。核心内容集中在描述场的对称性——诺特定理及其在守恒量导出中的关键作用。我们引入了李群和李代数的概念，解释了局部规范对称性如何自然地引出相互作用的规范场。本章特别强调了微分几何在理解纤维丛、联络和曲率方面的作用，为后续的规范场论奠定坚实的数学基础。 第二章：初态量化与对易关系 本章是全书的基石，专注于从经典场到量子场的过渡。我们将详细探讨正则量子化方法，通过引入对易关系和产生/湮灭算符，将经典场转化为算符。重点分析了自由（无相互作用）标量场的哈密顿量、真空态的定义，以及如何使用这些算符构建多粒子态和粒子激发。对于狄拉克场，我们讨论了费米子统计的特殊性，特别是反对易关系和泡利不相容原理的量子场论表述。本章末尾会简要对比正则量子化与路径积分形式化在描述自由场方面的异同，为后续章节的路径积分方法做铺垫。 第三章：相对论性量子化与因果性 本章深入讨论了满足洛伦兹不变性的量子场论的构建。我们详细推导了Klein-Gordon方程和狄拉克方程的量子化版本，并严格证明了它们如何保证因果律——即空间类间隔的算符之间必须对易（或反对易）。通过对自由场的精确处理，本章展示了量子场论如何自然地统一了狭义相对论和量子力学。我们还引入了电磁场的量子化，即光子的产生与湮灭，并探讨了矢量玻色场（如光子）的纵向和横向极化模式的处理，强调了规范选择在物理意义上的中性。 --- 第二部分：相互作用与微扰论 (Chapters 4-6) 第四章：相互作用的引入与S矩阵 本章将焦点从自由场转向包含相互作用的系统。我们采用海森堡绘景和相互作用绘景，并使用Dyson级数展开散射矩阵（S矩阵）。S矩阵被解释为从初始态到最终态的概率幅，是描述粒子间散射过程的核心工具。本章详细推导了S矩阵的微扰展开，并展示了费曼图在可视化和系统计算这些展开项中的强大威力。 第五章：费曼规则与基本过程 本章专注于费曼图的实际应用。我们将系统地建立针对各种基本相互作用（如$phi^4$理论、量子电动力学QED）的完整费曼规则，包括内部线、顶点因子和外部线。随后，我们通过计算几个关键的低阶散射过程（如$e^-e^+ o mu^-mu^+$，电子的汤姆逊散射）来演示这些规则的应用，详细解释了四维动量守恒和积分的意义。本章特别关注了费曼图与微分解的直接对应关系。 第六章：发散与重整化基础 在计算高阶修正时，微扰级数中不可避免地出现了紫外（UV）发散。本章引入了处理这些发散的必要性。我们将详细分析一圈图中的发散结构，并系统地介绍正则化技术，如截断正则化和维度正则化（Dimensional Regularization）。随后，我们深入探讨重整化的核心思想：通过将裸常数（未观测值）与发散项吸收进重新定义的物理常数（可观测值）中，从而得到有限且可预测的结果。这部分内容是理解现代场论预测能力的关键。 --- 第三部分：规范场论与标准模型框架 (Chapters 7-9) 第七章：规范不变性与杨-米尔斯理论 本章将前面对规范对称性的讨论提升到非阿贝尔群的层面。我们详细构建了Yang-Mills理论的拉格朗日密度，导出了其运动方程，并展示了规范玻色子（如胶子）如何自然地从局部U(1)到局部非阿贝尔群SU(N)的推广中产生。本章特别强调了规范玻色子之间的自相互作用，这是描述强相互作用和弱相互作用的基础。 第八章：量子电动力学（QED）的完整视角 本章对QED进行一次全面的、基于规范场论的重述。我们复习了费曼规则，并深入探讨了规范不变性在计算中的体现——例如，计算过程中某些中间项的出现和抵消如何保证最终物理结果（如散射截面）独立于所选的规范。我们还将讨论辐射修正、洛伦兹矢量算符的自能修正，并简要介绍Ward-Takahashi恒等式在保证物理一致性中的作用。 第九章：自发对称性破缺与希格斯机制 本章探讨了如何将质量引入规范玻色子，这是标准模型的核心。我们首先分析了Goldstone定理及其在任意具有连续对称性的理论中的普适性。随后，我们将重点介绍“电弱理论”中的自发对称性破缺（SSB），解释了Goldstone玻色子如何“被吞噬”成为规范玻色子的纵向极化分量，从而赋予W和Z玻色子质量，同时保持电磁规范不变性。本章结尾将简要概述费米子质量的产生（Yukawa耦合）。 --- 第四部分：高级主题与现代应用 (Chapters 10-12) 第十章：重整化群（RG）与有效场论 本章将视角从固定能量尺度转移到变化的能量尺度上。我们详细阐述了重整化群（RG）的概念，解释了跑动耦合常数（Running Couplings）的物理意义。通过“粗粒化”或“尺度分离”的方法，我们建立了有效场论（EFT）的框架，展示了如何使用低能有效理论来描述高能细节的缺失，这在描述复杂物理系统（如凝聚态系统或低能粒子物理学）中至关重要。 第十一章：非微扰方法与晶格场论基础 虽然微扰论是强大的工具，但对于强耦合系统（如QCD的低能区），我们需要非微扰方法。本章介绍了一些关键的非微扰技术，例如路径积分的经典构型（瞬子/Instantons）的概念及其拓扑性质。此外，我们提供了一个关于晶格场论（Lattice Field Theory）的入门介绍，解释了如何将连续场离散化，从而使用计算机模拟来计算强耦合系统的非微扰性质。 第十二章：拓扑结构与畴壁/磁单极 本章探讨了场论中超越规范群的拓扑非平凡结构。我们讨论了在特定场论中可能存在的拓扑稳定激发，如畴壁（Domain Walls）和磁单极子（Monopoles，特别是t'Hooft-Polyakov单极子）。这些拓扑缺陷在早期宇宙学和某些凝聚态系统（如人工晶格）中扮演着重要角色，展示了QFT在描述宏观拓扑现象方面的能力。 --- 本书特色： 强调几何与对称性： 确保读者对规范场论背后的数学结构有深刻理解。 路径积分视角贯穿始终： 尽管从正则量子化起步，但本书侧重于路径积分在处理相互作用和规范理论中的强大优势。 紧密结合物理应用： 理论推导后，立即通过QED和弱电相互作用的例子来巩固理解。 深入重整化与RG： 将重整化群视为理解多尺度物理的核心工具，而非简单的技术手段。 本书适合作为深入学习量子场论的首选教材，为有志于从事粒子物理、弦理论、引力量子化及拓扑物态研究的读者打下坚实的基础。

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