Quantum Field Theory in Condensed Matter Physics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Cambridge University Press

作者:Alexei M. Tsvelik

出品人:

页数:380

译者:

出版时间:2007-01-18

价格:USD 50.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780521529808

丛书系列:

图书标签:

• 凝聚态物理
• 量子场论
• 物理
• QuantumFieldTheory
• 凝聚态
• CondensedMatter
• 外文
• 凝聚态7
• 量子场论
• 凝聚态物理
• 多体物理
• 量子多体
• 相变
• 拓扑物态
• 强关联系统
• 格林函数
• 量子输运
• 计算物理

量子场论在凝聚态物理中的应用：一种现代视角 凝聚态物理学是研究物质宏观性质的物理学分支，它涵盖了从固体、液体到等离子体等各种物质形态。理解这些物质形态的宏观行为，离不开对其微观构成——原子、电子、以及它们之间相互作用的深入把握。而量子场论，作为现代物理学的基石之一，为我们提供了一个极其强大且统一的框架，来描述这些微观粒子及其在多体系统中的集体激发。这本书《量子场论在凝聚态物理中的应用：一种现代视角》并非仅仅是量子场论在凝聚态物理中应用的简单罗列，它旨在引导读者深入理解量子场论的精髓，并洞察其在揭示凝聚态物质诸多奇异而迷人的现象中的关键作用。 本书的核心目标是构建一个严谨的理论框架，使读者能够运用量子场论的语言和工具来分析和预测凝聚态物质的集体行为。我们知道，在凝聚态系统中，粒子数量极其庞大，它们之间的相互作用也错综复杂，直接求解薛定谔方程几乎是不可能的。然而，量子场论提供了一种全新的视角：将粒子视为场在特定点上的激发，并通过场算符来描述粒子的产生和湮灭。这种从“粒子”到“场”的范式转换，极大地简化了多体问题的处理，并为理解集体激发——即准粒子——的产生提供了天然的语言。 本书将从最基础的量子场论概念讲起，但绝非停留在“二手”介绍层面。我们将深入探讨其数学结构，包括拉格朗シー（Lagrangian）和哈密顿（Hamiltonian）形式，以及它们如何反映系统的对称性，并由此引出守恒律（Noether 定理）。对于凝聚态物理的研究者而言，理解对称性在凝聚态相变、拓扑序等现象中的核心作用至关重要，而量子场论正是描述对称性破缺的有力工具。我们将详细介绍洛伦兹对称性、平移对称性、旋转对称性等基本对称性，以及规范对称性在凝聚态物理中的具体体现，例如在描述电磁相互作用和超导现象时。 本书的一个重要章节将聚焦于自由场的量子场论。我们将从最简单的标量场开始，推导出自由玻色子和费米子的拉格朗シー，并通过正则量子化方法构建相应的量子场。这将为理解更复杂的相互作用场打下坚实的基础。在此过程中，我们将引入场算符的产生和湮灭算符的表示，以及它们的对易（或反对易）关系。对于凝聚态物理中的准粒子，例如声子（phonons）和自旋波（magnons），它们都可以被视为特定场的激发，而自由场的理论框架为理解它们的产生、传播和相互作用提供了起点。 接下来，本书将重点转向相互作用场。我们将详细介绍如何处理粒子间的相互作用，这通常通过添加包含相互作用项的拉格朗シー来实现。本书将深入探讨微扰理论（perturbation theory），以及费曼图（Feynman diagrams）在计算相互作用过程中的强大威力。费曼图不仅是一种可视化工具，更是一种系统化的计算方法，它能够将复杂的散射过程分解为一系列简单的顶点和传播子。我们将展示如何利用费曼图计算各种物理量，例如散射截面、粒子寿命，以及在凝聚态物理中至关重要的格林函数（Green's function）。格林函数在描述粒子在介质中的传播、能量谱的形成等方面扮演着核心角色。 本书的一个重要特色在于，它将系统地介绍量子场论在处理“非常规”量子多体现象中的应用。例如，我们将深入探讨重整化（renormalization）的概念。在计算某些物理量时，微扰展开会产生发散的无穷大。重整化提供了一种系统的方法来处理这些发散，并提取出与物理观测相符的有限结果。我们将解释重整化群（renormalization group）的思想，它不仅能够处理发散问题，更重要的是能够描述系统在不同尺度下的行为，揭示临界现象（critical phenomena）和相变（phase transitions）的普适性（universality）。这将使读者深刻理解为什么看似不同的物理系统在临界点附近会表现出相似的普适行为。 本书还将重点介绍非微扰方法（non-perturbative methods），因为在许多凝聚态系统中，相互作用是强耦合的，微扰理论失效。我们将介绍一些重要的非微扰技术，例如路径积分（path integral）方法。路径积分提供了一种将量子力学与经典统计力学联系起来的深刻方式，并为理解量子隧穿、量子霍尔效应等现象提供了强大的工具。此外，我们还将探讨某些特定的模型，例如D-模型（(D-models)）和共形场论（conformal field theory），它们在描述低维系统的临界现象和拓扑序方面取得了巨大成功。 在凝聚态物理的具体应用方面，本书将涵盖一系列前沿且具有代表性的主题。我们将详细讨论超导现象的量子场论描述，例如BCS理论的场论重构，以及它如何解释超导能隙的形成和约瑟夫森效应。我们将探讨磁性材料中的自旋波激发，以及如何用量子场论来描述磁畴壁的动力学。此外，本书还将深入研究拓扑相（topological phases）的概念，例如量子霍尔效应和拓扑绝缘体。我们将解释拓扑序如何由场的拓扑性质所决定，而与局域的能量尺度无关，这为理解量子计算和新型量子材料提供了理论基础。 对于凝聚态系统中的相互作用电子，本书将特别关注如何处理其复杂的量子行为。我们将介绍生成电子液晶（electronic liquid crystals）和分数量子霍尔效应（fractional quantum Hall effect）的有效场论。这些现象通常涉及电子的集体激发，形成新的准粒子，其统计性质可能不再是费米子或玻色子，而是更奇特的任意子（anyons）。我们将深入探讨这些任意子的统计力学和代数结构，以及它们在拓扑量子计算中的潜在应用。 本书的另一个重要组成部分将是介绍现代量子场论工具在研究强关联体系中的应用。例如，我们将探讨量子蒙特卡罗方法（Quantum Monte Carlo methods）的原理，以及如何将其与量子场论结合来研究具有挑战性的强关联问题。此外，我们还将触及密度泛函理论（Density Functional Theory, DFT）在凝聚态物理中的成功，并阐述其与量子场论的深层联系，特别是 Hohenberg-Kohn-Sham 定理的场论解释。 本书的写作风格旨在平衡理论的严谨性与概念的清晰度。我们力求在引入复杂的数学概念时，提供直观的物理图像和类比，帮助读者建立深刻的理解。书中会包含大量的推导过程，但每一步都会进行详细的解释，并强调其物理意义。大量的实例和练习题将有助于读者巩固所学知识，并初步尝试解决实际的凝聚态物理问题。 总而言之，《量子场论在凝聚态物理中的应用：一种现代视角》是一本为有志于深入理解凝聚态物质量子本质的研究者和高年级本科生、研究生量身打造的理论著作。它不仅传授了量子场论的强大工具，更重要的是培养了运用这些工具来探索凝聚态物理前沿问题的能力。通过本书的学习，读者将能够理解，量子场论并非仅仅是高能物理的专属工具，它已成为理解和预测从普通导体到奇异拓扑物质等各种凝聚态物质宏观性质的不可或缺的理论基石。这本书将为读者打开一扇通往量子世界更深层次理解的大门，激励他们在凝聚态物理的广阔领域进行探索和创新。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

我必须指出，这本书在处理某些前沿或非主流主题时的广度令人印象深刻。它不仅仅停留于描述传统的固体物理现象，例如霍尔效应或超导性的标准BCS理论。令人惊喜的是，它花了大篇幅去探讨了拓扑物态的早期思想萌芽，以及在有限温度下如何用统计场论的视角去重新审视相变。此外，它对量子输运现象的讨论，超越了教科书常见的Drude模型，而是深入到了介观物理的范畴，引入了Wigner函数和 Kubo 公式在特定限制下的应用。这种对不同理论工具的兼容性，使得这本书的适用范围被极大地拓宽了，它似乎在努力搭建一个桥梁，连接着纯粹的凝聚态理论与更广阔的统计物理学和高能物理学的交叉点。对于那些希望研究深入、不满足于现有知识体系边界的进阶学生来说，这本书提供了大量可供探索的“岔路口”，而不是一条单向的高速公路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和印刷质量简直是教科书中的典范。厚实的封面提供了极佳的保护，书脊在多次翻阅后依然保持着完美的形状，没有任何松动的迹象。纸张的选择也十分考究，那种略带哑光的质感不仅减少了阅读时的反光，更赋予了书籍一种沉稳的“分量感”。内页的排版设计更是令人称道，字体清晰易读，行距和字间距的把握恰到好处，即便是面对复杂的数学公式，也能保持视觉上的舒适度。图表的绘制尤其出色，那些复杂的能量带结构图、布里万点附近的费米面描绘，线条锐利、色彩区分明确，即使用放大镜仔细查看，细节也依然清晰可辨。这种对物理实体细节的极致追求，使得这本书不仅是一本知识的载体，更像是一件工艺品，放在书架上都赏心悦目，每次拿起都能感受到作者和出版商对知识的敬畏与尊重。对于需要长期研读、经常需要查阅的严肃学者来说，这种硬件上的扎实基础，无疑是提升阅读体验的关键要素。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中的一个潜在挑战，或者说，其鲜明的风格特点，在于其对数学严谨性的坚持几乎是苛刻的。对于习惯了物理直觉先行、公式推导略显跳跃的读物来说，这本书的某些章节可能会显得有些“慢热”。作者似乎对“直觉”持有一种审慎的态度，坚持从基本的拉格朗日量或哈密顿量出发，每一步推导都力求完整无遗，中间的代数变换和算符的对易关系处理得一丝不苟。这意味着，如果你想快速掌握一个现象的定性描述，这本书可能不会立刻满足你；但如果你想深刻理解该现象背后的数学根源以及理论构建的有效范围，那么这种严谨性就是无价之宝。它要求读者投入大量时间去消化每一个符号的意义，但一旦你成功地在脑海中重建了作者的推导链条，那么那种对物理定律的掌控感是其他轻量级读物无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的真正价值体现在其对“近似”的哲学思考上。在许多领域，我们都是在妥协中前进，而本书清晰地界定了这些妥协的边界。例如，在讨论电子-电子相互作用时，它并没有简单地引入平均场理论就止步，而是仔细比较了Hartree-Fock方法与更高级别的链重整化方法的适用性，并明确指出了在描述强关联系统时的理论瓶颈所在。这种对理论局限性的坦诚，使得读者不会对模型产生不切实际的期望。它教会的不仅仅是“如何计算”，更是“在什么情况下这个计算是有效的”以及“当模型失效时，下一步该如何思考”。这种批判性的思维训练，对于培养一个独立思考的物理学家至关重要。它迫使读者去思考，物理理论与其说是对自然的完美描述，不如说是一系列不断改进的、在特定尺度上具有预测能力的框架。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事逻辑和知识的构建层次感，简直是教科书级别的示范。它没有直接跳入那些让人望而却步的抽象概念，而是选择了一条极其平滑的引入路径。初期的章节像是一位耐心极好的导师，从最基础的晶体对称性、能带理论的宏观描述娓娓道来，确保读者在没有强大背景知识的情况下也能跟上节奏。随着章节深入，作者开始巧妙地植入量子力学的核心工具，比如格林函数和微扰论，但每次引入新工具，都会立刻与具体的物理现象（例如电子-声子散射）联系起来，使得理论工具的应用场景极其明确，避免了纯粹数学推导带来的迷失感。尤其欣赏它对近似方法的处理，对于哪些近似是物理上合理的，哪些是数学上方便的，作者总能给出洞察力极强的剖析。这种步步为营的结构，让读者在不知不觉中，已经完成了从半经典图像到量子场论思维的跨越，整体阅读体验是层层递进、水到渠成的，毫无生硬的断裂感。

评分☆☆☆☆☆

最精彩的当然是讲1维体系的全书后半部分，可以作为conformal field theory入门书

评分☆☆☆☆☆

最精彩的当然是讲1维体系的全书后半部分，可以作为conformal field theory入门书

评分☆☆☆☆☆

最精彩的当然是讲1维体系的全书后半部分，可以作为conformal field theory入门书

评分☆☆☆☆☆

最精彩的当然是讲1维体系的全书后半部分，可以作为conformal field theory入门书

评分☆☆☆☆☆

最精彩的当然是讲1维体系的全书后半部分，可以作为conformal field theory入门书