Lectures on Non-Equilibrium Theory of Condensed Matter pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Banyai, Ladislaus Alexander

出品人:

页数:248

译者:

出版时间:2006-8

价格:$ 111.00

装帧:HRD

isbn号码:9789812567499

丛书系列:

图书标签:

• 凝聚态物理
• 凝聚态物理
• 非平衡态
• 统计物理
• 相变
• 输运现象
• 量子输运
• 关联效应
• 强关联系统
• 理论物理
• 固体物理

好的，以下是一本与《Lectures on Non-Equilibrium Theory of Condensed Matter》内容无关的图书简介。 --- 书名： 《量子场论中的拓扑缺陷与宇宙学》 作者： [作者姓名，例如：张伟，李明] 出版社： [出版社名称，例如：科学出版社] 出版年份： [年份，例如：2024] 图书定价： [价格，例如：￥128.00] --- 导言：探索时空结构下的基本相互作用 《量子场论中的拓扑缺陷与宇宙学》是一部深入探讨现代物理学前沿课题的专著。本书聚焦于量子场论（QFT）在描述粒子物理学和宇宙学现象中的核心作用，特别是对拓扑缺陷在早期宇宙演化中的影响进行了详尽的分析。本书旨在为高年级本科生、研究生以及该领域的研究人员提供一个严谨而全面的理论框架，用以理解物质在极端条件下的集体行为及其对宇宙学演化的深远意义。 本书的结构旨在引导读者从基础的量子场论概念出发，逐步深入到复杂的拓扑结构和宇宙学应用。我们不仅回顾了标准模型的基本原理，更着重于如何通过引入拓扑不变量来理解真空的复杂性，以及这些不变量在宇宙相变过程中如何转化为可观测的物理实在。 第一部分：量子场论基础与对称性 本书的第一部分奠定了理论基础，回顾了经典场论到量子场论的过渡，并重点强调了对称性在构建基本物理理论中的核心地位。 第一章：经典场论回顾与规范原理 本章首先概述了拉格朗日形式的场论，引入了连续对称性与诺特定理。随后，我们详细讨论了规范不变性原理，这是理解电磁力、弱相互作用和强相互作用的基础。本章内容涵盖了规范场、规范群（如U(1), SU(2), SU(3)）的数学结构，以及规范玻色子（光子、W/Z玻色子、胶子）的产生机制。我们将考察色场理论的早期概念，为后续讨论强相互作用中的拓扑结构做铺垫。 第二章：量子化方法与路径积分 本章转向量子场论的核心——量子化。我们首先介绍了正规序化（Normal Ordering）和微扰论的基本概念。随后，本书重点阐述了路径积分表述，这对于处理非微扰效应和拓扑结构至关重要。通过路径积分，我们能够更自然地探讨真空期望值和对偶性问题。此外，本章还涉及圈图计算的基本方法，以及重整化群流（RG Flow）的概念，这对于理解物理理论在不同能标下的演化至关重要。 第三章：对称性破缺与凝聚态的类比 对称性破缺是理解物质世界多样性的关键。本章详细分析了自发对称性破缺（SSB）及其在标准模型（希格斯机制）中的应用。我们引入了戈德斯通定理，并讨论了如何通过规范场引入质量，从而得到希格斯玻色子。为更好地理解宇宙中的相变，本章还借鉴了凝聚态物理中的超导、铁磁体等模型，将这些现象与早期宇宙中的相变进行类比，突出了拓扑缺陷在两者中扮演的共同角色。 第二部分：拓扑缺陷的生成与性质 本书的第二部分是核心内容，专注于拓扑缺陷的数学描述、分类及其在场论中的具体表现。 第四章：拓扑不变量与同伦群 拓扑缺陷的本质源于场的构型空间（Configuration Space）的拓扑性质。本章系统地介绍了代数拓扑中的基础概念，特别是同伦群（Homotopy Groups）。我们解释了 $pi_n(S^m)$ 的重要性，并将其与场的“缠绕数”或“畴壁”的性质联系起来。重点讨论了 $pi_1(G)$ 和 $pi_2(G)$ 在物理学中的意义，例如，如何用它们来区分不同的真空态。 第五章：一维拓扑缺陷：畴壁与宇宙弦 本章详细研究了一维拓扑缺陷。首先是畴壁（Domain Walls），它们出现在连续全局对称性自发破缺的系统中，例如费米子在不同真空之间的边界。我们计算了畴壁的能量密度，并讨论了其对宇宙演化的影响（如宇宙“蛇”问题）。随后，我们转向宇宙弦（Cosmic Strings），这是当李群规范对称性破缺时产生的拓扑缺陷。我们分析了宇宙弦的线密度、张力，并讨论了它们作为宇宙引力波源的可能性。 第六章：二维拓扑缺陷：磁单极子 二维缺陷对应于单极拓扑结构。本章集中讨论了庞加米诺-霍夫特（’t Hooft-Polyakov）磁单极子。通过构造带有非平凡拓扑荷的规范场构型（如瞬子解），我们展示了如何在一个具有紧致规范群的理论中自然地产生具有有限质量的磁单极子。本章还探讨了这些单极子的动力学行为以及它们在早期宇宙中可能存在的遗迹。 第七章：高维拓扑缺陷与瞬子 本章进一步探讨了更高维度的拓扑结构。我们将讨论瞬子（Instantons），它们是欧几里得时空中的有限作用量解，与规范场理论中的CP破坏问题密切相关。通过贝里相位和规范场缠绕数，我们解释了瞬子如何影响费米子的行为，并探讨了它们与强相互作用中“难题”（如$ heta$真空问题）的联系。我们还将简要介绍领域间的更复杂结构，如涡旋和结（Knots）。 第三部分：拓扑缺陷的宇宙学效应 第三部分将理论框架应用于实际的宇宙学问题，分析拓扑缺陷在宇宙早期和当前结构形成中的作用。 第八章：早期宇宙的相变与缺陷形成 本章将前两部分的理论工具应用于宇宙学背景。我们描述了宇宙冷却过程中可能的相变（如电弱相变、大统一理论相变）。重点分析了拓扑缺陷的“形成机制”：例如，金达尔维列斯（Kibble-Zurek）机制如何决定缺陷的密度和规模。我们将计算不同类型缺陷在暴胀后或暴胀结束时的典型浓度。 第九章：拓扑缺陷的动力学与宇宙学影响 一旦形成，拓扑缺陷的演化对宇宙产生了显著影响。本章探讨了宇宙弦和磁单极子的弛豫过程，包括它们的湮灭、动力学振荡以及能量辐射。我们计算了宇宙弦衰变产生的引力波背景，并讨论了如何利用现有或未来的实验（如LISA或脉冲星计时阵列）来探测这些信号。对于畴壁，我们分析了它们如何导致宇宙各向异性的形成。 第十章：从缺陷到大尺度结构 最后，本章讨论了拓扑缺陷作为宇宙大尺度结构（如星系团和纤维结构）的“种子”的可能性。虽然暴胀理论目前是标准模型，但早期理论家曾设想拓扑缺陷可能是密度涨落的起源。我们将对比缺陷模型与暴胀模型在预测宇宙微波背景（CMB）各向异性和功率谱方面的异同，评估了当前观测数据对遗留缺陷存在的限制。 总结与展望 《量子场论中的拓扑缺陷与宇宙学》在理论深度和应用广度之间取得了平衡。它不仅为读者提供了理解量子场论中拓扑现象的坚实基础，也展示了这些抽象概念如何在宇宙学的宏大尺度上留下印记。本书的最终目标是激励读者探索这些未解之谜，并鼓励他们将先进的数学工具应用于解决当今物理学中最具挑战性的问题。本书的附录包含了必要的群论和微分几何基础知识，以确保读者能够顺利掌握核心内容。

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