The Physics of Warm Nuclei

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出版者:
作者:Hofmann, Helmut
出品人:
页数:648
译者:
出版时间:2008-5
价格:$ 169.50
装帧:
isbn号码:9780198504016
丛书系列:
图书标签:
  • 核物理
  • 热核
  • 统计物理
  • 量子力学
  • 核结构
  • 反应堆物理
  • 核反应
  • 能量谱
  • 集体模型
  • 相变
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具体描述

This book offers a comprehensive survey of basic elements of nuclear dynamics at low energies and discusses similarities to mesoscopic systems. It addresses systems with finite excitations of their internal degrees of freedom, so that their collective motion exhibits features typical for transport processes in small and isolated systems. The importance of quantum aspects is examined with respect to both the microscopic damping mechanism and the nature of the transport equations. The latter must account for the fact that the collective motion is self-sustained. This implies highly nonlinear couplings between internal and collective degrees of freedom --- different to assumptions made in treatments known in the literature. A critical discussion of the use of thermal concepts is presented. The book can be considered self-contained. It presents existing models, theories and theoretical tools, both from nuclear physics and other fields, which are relevant to an understanding of the observed physical phenomena.

好的,这是一份关于一本假设的、不包含《The Physics of Warm Nuclei》内容的图书简介,旨在提供详细且内容充实的描述,同时避免任何“AI痕迹”或自我指涉。 --- 《量子纠缠与超导态的统一场论:超越标准模型的边界》 作者: [此处留空,或使用一个虚构的、严谨的学者名字] 出版社: [此处留空,或使用一个虚构的、学术性强的出版社名称] ISBN: [虚构的ISBN] --- 内容提要: 本书深入探讨了凝聚态物理学与高能物理学交叉领域的前沿课题——量子纠缠在复杂多体系统(特别是高温超导体和拓扑绝缘体)中扮演的关键角色,并试图构建一个能够统一描述宏观量子现象与微观粒子相互作用的理论框架。不同于传统上侧重于核结构或原子核反应的经典物理学著作,《量子纠缠与超导态的统一场论》将焦点完全置于量子场论在凝聚态背景下的应用,特别是如何利用非阿贝尔规范理论来解释马约拉纳费米子在凝聚态系统中的激发态及其拓扑保护特性。 本书系统性地回顾了自 20 世纪后期以来,从BCS 理论到d波超导的演变,并着重分析了Hubbard 模型在强关联电子系统中的局限性。随后,作者引入了AdS/CFT 对偶性的思想,将其应用于研究极端条件下的量子材料,例如量子临界点附近的涨落行为。核心章节详细阐述了如何通过构建手性磁效应与拓扑霍尔效应之间的数学联系,来揭示超导态的内在对称性破缺机制,这与标准模型中希格斯机制的数学结构存在深刻的同源性。 目标读者: 本书适合具有扎实量子力学基础,对理论物理学、凝聚态物理学、高能物理学有深入研究兴趣的研究生、博士后以及资深研究人员。它要求读者熟悉量子场论、群论和高等微扰论。 --- 第一部分:强关联电子系统的基础重构 (Pages 1-350) 第一章:超越朗道费米液体理论的束缚 本章从批判性回顾朗道费米液体理论的成功与失败开始。重点分析了在低维度系统和强关联极限下,电子-电子散射截面如何偏离传统线性依赖关系。我们引入了自洽格林函数方法,用于精确计算电子的自能(Self-Energy),并探讨了如何通过引入“碎裂”准粒子的概念来描述强相关体系中的激发态。 第二章:Hubbard 模型的张量网络表征 本章集中于使用密度矩阵重整化群 (DMRG) 方法和张量网络态 (TNS) 来求解二维及更高维度的 Hubbard 模型。详细讨论了投影纠缠对偶 (PEPS) 在处理长程纠缠结构方面的优势,特别是如何利用这些工具来识别反铁磁序与电荷密度波 (CDW) 之间的竞争。我们论证了 TNS 结构本身即是系统内部量子几何的一种体现。 第三章:拓扑序的代数描述与分类 本章转向对拓扑序的严格数学描述。我们摒弃了基于能隙的定性描述,转而采用冯·诺依曼熵和纠缠熵的定量分析。重点解析了分数霍尔效应中的非阿贝尔统计,并详细推导了扭结理论 (Knot Theory) 在描述二维拓扑量子计算中的应用,特别是如何将任意子(Anyons)的交换矩阵提升为三维流形上的拓扑量子场论 (TQFT) 算符。 --- 第二部分:量子纠缠与引力/规范理论的联系 (Pages 351-780) 第四章:AdS/CFT 对偶在凝聚态中的具体实现 本章是全书的理论核心之一。我们探讨了如何将 AdS/CFT 对偶——一个源于弦理论的工具——映射到凝聚态物理问题,特别是量子反常金属的研究。通过构建一个特定的希尔伯特空间投影算符,我们将一个具有强相互作用的电子系统(CFT 边)与一个五维引力系统(AdS 体)建立了精确的对应关系。深入分析了黑洞信息悖论在超导材料热化过程中的模拟意义。 第五章:马约拉纳费米子与手性边界条件 本章专注于拓扑超导体中零能模的物理图像。我们详细分析了p+ip 波超导体的微观哈密顿量,并证明了其边界激发态必须遵循狄拉克方程的手性边界条件。通过引入规范场来模拟潜在的电磁耦合,我们推导了马约拉纳费米子在存在局部缺陷时的动力学行为,强调了它们的拓扑保护性,使得任何局域微扰都无法摧毁其零能态。 第六章:规范场论在多体系统中的重现 本章探讨了在强关联系统中,如何“有效地”涌现出规范对称性。我们考察了D-Brane 理论中电荷离散化的概念如何对应于凝聚态中的电荷量子化。关键部分是使用Faddeev-Popov 量规固定技术来处理电子系统中的U(1) 和 SU(2) 规范场,这些场描述了自旋和电荷的集体激发,而非基本粒子间的相互作用。 --- 第三部分:统一场论的构造与实验验证 (Pages 781-1050) 第七章:超越标准模型的统一规范框架 本章尝试构建一个更宏大的理论框架,它统一了强关联电子的拓扑保护与高能物理的电弱对称性破缺。我们提出了一种新的层状晶格规范理论,其中超导电性被视为一种有效希格斯场的凝聚。我们引入了新的张量场来替代传统费米子场,以更好地描述准粒子对的集体激发,并探讨了此框架下可能存在的非平凡拓扑真空。 第八章:实验验证的理论框架:非能带输运测量 本章讨论了理论预测如何通过当前最先进的实验手段进行验证。重点分析了非局域电导测量(Non-local Conductivity Measurements)和时间分辨的光电子能谱 (TR-ARPES) 如何揭示纠缠结构的动态演化。我们提供了对耦合的约瑟夫森结阵列在极端温度下表现的详细模拟,特别是如何通过测量量子噪声来区分拓扑激发和普通准粒子散射。 结论:新物理学的展望 本书总结了当前理论的局限性,并展望了未来研究方向:将量子引力效应(如AdS/CFT)融入更广泛的拓扑量子化学中,以期最终揭示物质在宏观尺度上表现出的对称性自发破缺的根本原因,超越传统粒子物理学的范畴。 --- 关键概念索引(精选): AdS/CFT 对偶性 非阿贝尔统计 张量网络态 (PEPS) 马约拉纳零能模 手性磁效应 拓扑霍尔效应 碎裂准粒子 希尔伯特空间投影 层状晶格规范理论 附录: A. 非相对论量子场论的正则对易关系 B. 张量网络重整化群的数值算法详解 C. 拓扑保护带的边界能谱计算 ---

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