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Henrik Bruus & Karsten... 著

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• 量子多体理论
• 凝聚态物理
• 量子场论
• 绿氏函数
• 微扰论
• 密度泛函理论
• 相变
• 拓扑物态
• 强关联系统
• 计算物理

店铺： 澜瑞外文Lanree图书专营店

出版社： Oxford University Pres...

ISBN：9780198566335

商品编码：1098544062

包装：精装

外文名称：Many-Body Quantum Theo...

出版时间：2004-11-11

页数：435

正文语种：英语

图书基本信息

Many-Body Quantum Theory in Condensed Matter Physics: An Introduction
作者： Henrik Bruus;Karsten Flensberg;
ISBN13： 9780198566335
类型： 精装(精装书)
语种： 英语（English）
出版日期： 2004-11-11
出版社： Oxford University Press, USA
页数： 435
重量（克）： 879
尺寸： 24.7904 x 16.8656 x 2.8702 cm

商品简介

This book is an introduction to the techniques of many-body quantum theory with a large number of applications to condensed matter physics. The basic idea of the book is to provide a self-contained formulation of the theoretical framework without losing mathematical rigor, while at the same time providing physical motivation and examples. The examples are taken from applications in electron systems and transport theory.
On the formal side, the book covers an introduction to second quantization, many-body Green's function, finite temperature Feynman diagrams and bosonization. The applications include traditional transport theory in bulk as well as mesoscopic systems, where both the Landau-Buttiker formalism and recent developments in correlated transport phenomena in mesoscopic systems and nano-structures are covered. Other topics include interacting electron gases, plasmons, electron-phonon interactions, superconductivity and a final chapter on one-dimensional systems where a detailed treatment of Luttinger liquid theory and bosonization techniques is given. Having grown out of a set of lecture notes, and containing many pedagogical exercises, this book is designed as a textbook for an advanced undergraduate or graduate course, and is also well suited for self-study.
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好的，这是一本关于凝聚态物理学领域内，避开“多体量子理论”这一特定主题的图书简介，重点放在了其他关键分支和前沿研究上。 --- 凝聚态物理学前沿：从拓扑结构到量子信息 本书旨在为有志于深入探索凝聚态物理学核心领域的研究人员、高级本科生及研究生提供一份全面而深入的导论与参考。本书聚焦于当前物理学研究的热点和关键概念，系统梳理了凝聚态物理学中除传统多体微观理论之外的多个重要分支，重点关注物质在宏观尺度下涌现出的新奇集体行为、结构特性以及量子信息在凝聚态系统中的应用。 在凝聚态物理领域，我们面对的是由数以亿计的粒子构成的复杂系统。理解这些系统如何从简单的相互作用规则中涌现出宏观可观测的特性——如导电性、超导性、磁性乃至拓扑保护的鲁棒性——是本学科的核心挑战。本书将这些挑战分解为几个相互关联的主题，提供清晰的物理图像和严格的数学框架。 第一部分：晶体结构、晶格动力学与电子态的几何描述 本部分首先奠定了对凝聚态物质结构基础的理解。我们从晶体学的基本对称性原理出发，详细探讨了布拉维格子、倒易空间（Reciprocal Space）的概念及其在描述电子周期势中的不可替代性。 晶格振动与声子理论： 深入分析了晶格振动如何通过声子（Phonons）的概念被量子化，并阐述了声子-电子相互作用（如极化子效应）对材料热学和电学性质的调控作用。读者将学习如何利用德拜模型（Debye Model）和林登模型（Einstein Model）来计算材料的比热容，以及如何利用费曼路径积分方法（不涉及高阶微扰论的复杂计算）来处理含声子系统的动力学行为。 能带结构与电子的有效质量： 重点剖析了紧束缚模型（Tight-Binding Model）与晶格周期性势场下电子的薛定谔方程解法。我们将详尽讨论布洛赫定理（Bloch’s Theorem）的物理意义，并引入有效质量张量（Effective Mass Tensor）的概念，用以描述电子在能带极值点附近的运动轨迹，这是理解半导体器件性能的关键。 拓扑晶体学与边缘态： 本部分引入了拓扑不变量的概念，超越了传统的基于对称性的分类方法。我们将详细介绍陈数（Chern Number）和$mathbb{Z}_2$不变量在描述二维电子气和三维材料中的应用，并重点分析了拓扑绝缘体和拓扑半金属中的狄拉克锥（Dirac Cones）和费米弧（Fermi Arcs）等边界态，这些态的特性对外界扰动具有天然的抵抗力。 第二部分：强关联体系的相变与涨落现象 当电子间的库仑排斥或自旋间的交换作用变得不可忽略时，系统会展现出超越独立电子模型的复杂行为。本部分着眼于描述这些强关联体系的集体激发和相变。 平均场理论的局限与超越： 尽管平均场理论（如平均场近似）提供了初步的定性理解，但它往往无法捕捉到相变附近的临界现象。本书将引入朗道自由能理论（Landau Free Energy Theory）来系统描述第二类相变，并探讨如何利用重整化群（Renormalization Group, RG）方法来确定临界指数，理解不同维度和维度耦合下的普适性。 磁性与自旋序： 深入探讨铁磁性、反铁磁性与亚铁磁性的微观起源，主要基于海森堡模型（Heisenberg Model）。我们将侧重于利用斯蒂芬斯子模型（Holstein-Primakoff Transformation） 和泡利-拉蒂默变换（Holstein-Primakoff Transformation） 等技术，将自旋问题转化为准粒子（磁振子，Magnons）的玻色子问题，从而精确描述长程磁有序的形成与破坏。 莫特绝缘体与电荷密度波： 对于具有局部电子占据的系统，我们讨论了电子关联导致的莫特绝缘相（Mott Insulator）。此外，我们还将详细分析电荷密度波（Charge Density Wave, CDW）的形成机制，包括其与声子软化（Phonon Softening）的耦合，以及如何利用法利-科恩（Falicov-Kimball）模型来刻画这种复杂的电荷-晶格重构。 第三部分：量子信息、量子计算与凝聚态的交叉前沿 本部分将视角投向凝聚态物理学与信息科学的交汇点，探讨如何利用材料体系的独特量子特性来实现信息存储和处理。 量子比特的物理实现： 详细考察了几种有前景的固态量子比特平台。这包括超导电路中的约瑟夫森结（Josephson Junctions）如何作为人工原子形成Transmon 量子比特；半导体量子点中电子自旋的操纵（基于能级分立和电子自旋共振）；以及硅基材料中掺杂原子核自旋的相干性保持。 拓扑量子计算与Majorana费米子： 聚焦于拓扑量子计算的理论基础。本书将详细介绍如何通过设计特定几何构型的超导/拓扑异质结来诱导出非阿贝尔任意子（Non-Abelian Anyons），特别是Majorana零模（Majorana Zero Modes）。我们将阐述这些模的非局域性如何保证计算的拓扑保护，并探讨如何利用它们的编织操作（Braiding Operations） 来执行量子门。 量子输运的新范式： 阐述了如何使用量子点和纳米线构建单电子晶体管和量子霍尔效应器件。重点讨论了朗之万动力学方程（Langevin Dynamics） 在描述开放量子系统（与环境相互作用）中的适用性，以及如何通过玻尔兹曼输运方程的量子推广来计算电流的噪声特性，如散射限下的散粒噪声（Shot Noise）。 总结： 本书通过对结构、涨落、拓扑和信息处理的系统性探讨，为读者构建了一个现代凝聚态物理学的全景图。它强调了从基本原理到前沿应用的严谨推导，旨在培养读者运用先进的理论工具解决复杂物理问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

当我终于突破了前期的语言障碍，开始领略到作者逻辑构建的精妙之处时，一种豁然开朗的体验占据了主导。这本书的章节安排并非简单的知识堆砌，而是呈现出一种内在的、螺旋上升的结构。它不像教科书那样刻板地罗列定理，而是通过一系列精心设计的思想实验和理论推导，将复杂的物理图像逐步地“搭建”起来。特别是在处理多体系统中的对称性破缺那一块内容时，作者的处理手法极其优雅，他没有急于给出结论，而是通过层层递进的论证，引导读者自己“发现”某些必然的结果。这使得阅读过程不再是被动接收信息，而更像是一场主动的智力探险。我尤其欣赏它在处理不同近似方法之间的比较时所展现出的洞察力，它清晰地指出了每种方法的适用范围和潜在的局限性，这远比只介绍一种“标准”方法要深刻得多。读完这些章节，我感觉自己对凝聚态系统内部相互作用的复杂性有了更深层次的敬畏，这已经超越了单纯的计算技巧层面，进入了对自然界基本规律的哲学性思考。

评分☆☆☆☆☆

如果要用一个词来形容阅读这本书后的感受，那可能是“厚重感”和“历史感”的交织。它不仅仅是一本介绍当代研究前沿的书籍，更像是一部浓缩的、关于该领域发展历程的编年史。在讨论某些经典模型（比如XXX晶格模型）时，作者非常巧妙地穿插了提出该模型的重要学者的背景和当时的物理思想环境。这使得我们能更好地理解为什么某些看似突兀的假设会被提出，以及它们是如何在后来的理论发展中被修正或完善的。这种叙事策略打破了纯粹的数学演绎，赋予了理论物理研究以“人”的温度和历史的纵深感。它让我意识到，科学的进步往往是在不断的争议、失败和灵光乍现中前进的，而不是一个线性的、完美无瑕的上升过程。对于有志于从事该领域研究的学生而言，这种对历史的关照，远比单纯掌握计算工具更有价值，它能培养一种批判性思维，让你在面对新理论时，能够追溯其源头，审视其合理性。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书并非适合所有对“量子”感兴趣的读者。如果你的目标是了解量子纠缠的哲学含义或者新兴的量子计算概念，这本书可能会让你感到枯燥甚至望而却步。它完全专注于凝聚态物质内部，关注的是集体行为、能带结构、以及如何用场论的语言来描述宏观物质的微观本质。对我而言，最大的收获在于它提供了一套极其完备的、从低能激发到高能激发都能自洽描述的理论工具箱。书中的习题设计也颇具匠心，它们不是那种简单的代数运算，而是要求你真正动手动脑去推导关键结果，很多“小陷阱”隐藏其中，稍不注意就会导致错误的结论。这就像是攀岩过程中，你需要不断测试下一个抓手是否稳固，每一步都需要精确的判断和力量的调配。最终完成那些复杂的推导时，那种“我理解了这背后的机制”的成就感，是任何简单的阅读体验都无法比拟的，它带来的自信心，是未来面对更复杂、更前沿研究问题的强大精神支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本看起来厚重的书籍，封面设计沉稳，那种传统的学术风格扑面而来，让人不禁联想到象牙塔里的深邃思考。我原本是抱着一种既敬畏又略带迷茫的心情翻开它的。最初的几章，语言的密度实在惊人，仿佛每一个句子里都塞满了需要反复咀嚼的专业术语。我感觉自己像个初学者，试图攀登一座由数学公式和抽象概念构筑的高山。那些关于晶格振动、电子关联的描述，初读时总觉得像隔着一层毛玻璃在看世界，细节模糊不清，只有轮廓隐约可见。不得不承认，我花了比预期多得多的时间在查阅背景知识上，那些关于量子力学基础的补充阅读成了必修课。它不像市面上流行的科普读物那样，试图用生动的比喻来降低门槛，它更像一位严谨的导师，要求你必须先站稳脚跟，才能允许你窥见其核心的奥秘。这种直接而毫不妥协的叙述方式，对于那些已经具备一定物理学基础的读者来说，或许是一种高效的指引，但对于我这种需要循序渐进的人来说，初期的挫败感是真实存在的，需要极大的耐心和毅力才能坚持下去，去探索它深藏在那些密密麻麻符号之下的宏伟图景。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量确实达到了一个很高的水准，这在学术专著中是难能可贵的。纸张的触感厚实，墨水的清晰度极佳，即便是那些复杂的希尔伯特空间算符和费曼图，在放大后依然能保持清晰的线条，这对于需要长时间盯着公式阅读的人来说，极大地减轻了视觉疲劳。装帧设计虽然朴素，但极其耐看，书脊的结构牢固，即使频繁翻阅查找特定公式，也不易松散。这种对物理细节的尊重，似乎也延伸到了对读者阅读体验的尊重。在某个深夜查阅布洛赫波函数推导时，我注意到一个非常细微的脚注，它引用了一篇冷门的早期文献，这表明作者在梳理这个领域的历史脉络时，下了极大的功夫，力求做到引证的全面和准确。这种对细节的执着，是判断一部严肃学术著作价值的重要指标，它让读者相信，书中所呈现的理论框架是建立在扎实而审慎的基础之上的，而非轻率的臆断或局部的成功经验的推广。