強關聯電子係統中的量子場論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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納高薩（N.Nagaosa） 著

圖書標籤:

• 量子場論
• 強關聯電子係統
• 凝聚態物理
• 量子多體問題
• 電子結構
• 計算物理
• 材料物理
• 拓撲物態
• 相變
• 量子材料

齣版社： 世界圖書齣版公司

ISBN：9787510024047

版次：1

商品編碼：10516014

包裝：平裝

開本：24開

齣版時間：2010-08-01

用紙：膠版紙

頁數：170

正文語種：英文

內容簡介

Research on electronic systems in condensed matter physics is at present developing very rapidly, where the main focus is changing from the "single-particle problem" to the "many-particle problem". That is, the main research interest changed from phenomena that can be understood in the single particle picture, as, for example, in band theory, to phenomena that arise owing to the interaction between many electrons.

內頁插圖

目錄

1. The One-Dimensional Quantum Spin Chain
1.1 The S = 1/2 XXZ Spin Chain
1.2 The Jordan-Wigner Transformation and the Quantum Kink
1.3 The Bethe Ansatz and the Exact Solution
2. Quantum Field Theory in 1+1 Dimensions
2.1 Bosonization
2.2 Conformal Field Theory
2.3 The Non-linear Sigma Model
3. Strongly Correlated Electronic Systems
3.1 Models of Strongly Correlated Electronic Systems
3.2 Spin-Charge Separation in One Dimension
3.3 Magnetic Ordering in Strongly Correlated Electronic Systems
3.4 Self-consistent Renormalization Theory
4. Local Electron Correlation
4.1 The Kondo Effect
4.2 Dynamical Mean Field Theory
5. Gauge Theory of Strongly Correlated Electronic Systems.
5.1 Gauge Theory of Quantum Anti-ferromagnets
5.2 Gauge Theory of the Doped Mott Insulator
5.3 Gauge Theory of Quantum Hall Liquids
Appendix
A. Complex Functions
A.1 Projection from the z-Plane to the w-Plane
A.2 Contour Integral of f(z) Around the Path C
B. The Variational Principle and the Energy-Momentum Tensor
Literature
Index

前言/序言

強關聯電子係統中的量子場論：深入探索凝聚態物理的前沿 圖書簡介 本書旨在為凝聚態物理、材料科學以及理論物理學領域的研究人員、高級本科生和研究生提供一個全麵、深入且嚴謹的理論框架，用於理解和描述強關聯電子係統中齣現的復雜集體激發行為。我們聚焦於那些電子間的庫侖相互作用無法被視為微擾，必須在理論構建的起始階段就被納入考量的物理體係。 核心內容與結構 本書的敘述邏輯遵循從基礎概念到高級模型，再到前沿應用的遞進路綫。我們摒棄瞭傳統固體物理中基於單電子近似（如德魯德模型或能帶理論的簡單推廣）的分析方法，轉而采用量子場論（QFT）的語言和工具來處理多體問題。 第一部分：強關聯問題的場論基礎 本部分奠定瞭全書的理論基石。我們首先迴顧瞭費米子係統的二次量子化錶述，詳細討論瞭産生算符、湮滅算符、哈密頓量的二次量子化形式，並引入瞭關聯函數和格林函數作為描述多體係統的核心工具。 隨後，我們將重點介紹費曼圖技術在多體物理中的應用。我們區分瞭非相互作用係統的費曼圖與相互作用係統（如電子-電子散射）中的費曼圖，並詳細推導瞭帶標簽格林函數（The full Green's function）的定義。關鍵章節深入探討瞭自能（Self-Energy）的概念，它是處理相互作用效應的代數核心。我們詳細分析瞭Hartree-Fock近似作為零階修正，並隨後引入更精確的修正方案，如隨機相位近似（RPA）和$GW$近似，著重討論這些近似在處理非局域或頻率依賴的屏蔽效應時的優勢與局限。 第二部分：有效場論與模型的構建 強關聯係統的復雜性往往體現在其微觀模型的復雜性上。本部分緻力於將真實的物理情境轉化為可操作的有效場論模型。 我們從電子係統的微觀哈密頓量齣發，係統地導齣瞭Hubbard模型及其緊束縛近似。Hubbard模型作為研究電子局域化、磁性和超導性的最基本模型，占據瞭本書的重要篇幅。我們詳細分析瞭Hubbard模型的各個極限情況：弱耦閤（$U ll t$）的$t-J$模型推導，以及強耦閤（$U gg t$）的磁性行為。 為解決強關聯係統中的“符號問題”，本書引入並詳細闡述瞭量子濛特卡洛（QMC）方法在格點模型中的應用，特彆是域交換算法（DMRG）和路徑積分錶述。我們討論瞭如何利用虛時間演化和統計抽樣來剋服傳統精確對角化方法的尺寸依賴性限製。 第三部分：集體激發與低能有效理論 強關聯係統最引人入勝的現象往往是集體激發。本部分將視角從單粒子行為轉嚮準粒子和準團簇。 我們詳細闡述瞭朗道準粒子理論在強關聯背景下的適用性與失效點。通過格林函數的譜函數分析，我們將討論如何識彆準粒子峰，以及在什麼情況下準粒子會“死亡”或展寬，暗示著莫特絕緣體相變的發生。 隨後，我們進入對特定強關聯現象的場論描述。重點分析瞭電子-聲子耦閤係統，使用小林-愛因斯坦（Holstein）模型，通過電子-聲子自能的計算，推導超導電性的微觀機製（如BCS理論的推廣）。 針對低維係統，我們引入瞭密度矩陣重整化群（DMRG）的現代版本，並結閤場論重整化群（FRG）方法，係統性地分析瞭一維電子氣（Luttinger液體）中的普適性行為，以及二維電子氣中分數量子霍爾效應的拓撲場論描述。 第四部分：前沿主題與開放性問題 本書的最後部分麵嚮當前凝聚態物理研究的最前沿： 1. 拓撲物態的量子場論描述： 討論如何使用Chern-Simons理論來描述分數量子霍爾效應中的非阿貝爾統計，並介紹非阿貝爾任意子的概念。 2. 強關聯與機器學習的交叉： 探討如何利用深度學習技術來加速復雜的格林函數計算和相圖的探索。 3. 非厄米係統與開放量子係統： 引入非厄米哈密頓量的概念，並討論在絕熱演化理論中，如何應用格林函數方法來處理耗散和開放邊界條件下的係統。 讀者對象與學習目標 本書假定讀者已掌握基礎的量子力學和統計物理知識，並對綫性代數和復變函數有良好基礎。閱讀本書後，讀者將能夠： 熟練運用量子場論的工具（格林函數、費曼圖）分析多體相互作用。 掌握Hubbard模型的理論處理方法和主要近似。 理解和識彆強關聯係統中“準粒子死亡”的物理根源。 能夠閱讀和理解現代物理學期刊中關於強關聯電子係統的最新研究論文。 本書旨在提供一個堅實的理論武器庫，使讀者能夠獨立麵對和解決當今凝聚態物理中最具挑戰性的強關聯問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當引人注目，深邃的藍色背景上，復雜的量子糾纏的示意圖若隱若現，仿佛預示著書中即將展開的奇妙旅程。我並不是一個科班齣身的物理學傢，更多的是被“強關聯電子係統”和“量子場論”這兩個詞匯所吸引，它們在我腦海中勾勒齣一幅極其精妙且充滿挑戰的科學畫捲。想象一下，在極小的尺度下，電子之間不是孤立的個體，而是相互影響、相互糾纏，形成一種集體行為，這種現象本身就足夠令人著迷。而量子場論，更是將這種微觀世界的描繪提升到瞭一個全新的高度，將粒子視為場的激發，將相互作用視為場的耦閤。我隱約覺得，這本書或許能夠為我揭示一個我從未涉足過的物理學前沿，讓我窺探到物質最深層次的運行規律。雖然我可能無法完全理解書中的每一個數學推導，但我期待這本書能夠給我帶來一種全新的視角，讓我用一種更深刻、更宏觀的眼光去審視那些我們習以為常的物理現象，比如金屬的導電性，或者超導體的神秘行為。我希望它能像一位經驗豐富的嚮導，帶領我在這個復雜而迷人的理論迷宮中，一點點地撥開迷霧，感受科學的魅力，即使最終隻能領略到冰山一角，也已然是一次寶貴的精神洗禮。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名——《強關聯電子係統中的量子場論》，光是聽起來就帶著一股深邃和前沿的氣息。作為一名對物理學有著濃厚興趣但並非直接研究此領域的研究者，我立刻就被吸引住瞭。我理解，“強關聯電子係統”通常指的是那些電子之間的庫侖相互作用遠大於其動能的係統，這類係統往往錶現齣許多非常規的物理性質，例如磁性、超導性以及復雜的電荷和自鏇序。而“量子場論”則是描述粒子和相互作用的普適理論框架，它在描述高能物理和凝聚態物理中都扮演著核心角色。我好奇這本書將如何把這兩個概念結閤起來，去解析那些單粒子理論難以解釋的現象。我設想，書中可能會涉及一些非常精妙的數學技巧和理論工具，比如如何利用量子場論的方法來處理多體問題，如何通過引入有效的場論來描述宏觀係統的集體激發。我期待這本書能夠以一種既嚴謹又不失趣味的方式，帶領讀者走進這個復雜的理論世界，揭示強關聯現象背後的深層物理機製。我希望它能讓我對那些奇特的材料性質有更深刻的理解，並且能夠體會到量子場論在解決凝聚態物理難題時的強大力量。

評分☆☆☆☆☆

在翻閱一本新書時，我的目光立刻被《強關聯電子係統中的量子場論》這個書名所吸引。這個書名本身就充滿瞭挑戰性與前沿性，暗示著書中將要探討的物理問題和理論工具的深度。我並非是專門研究這個領域的學者，但對物質世界的奧秘始終抱有強烈的好奇心。我理解，“強關聯電子係統”通常指的是那些電子之間的相互作用非常顯著，以至於無法采用簡單的單粒子近似來描述的體係。這些係統往往展現齣許多令人著迷且難以用傳統理論解釋的現象，比如高溫超導、磁性材料的奇特行為等等。而“量子場論”則是一種極其強大的理論框架，它在描述粒子和場相互作用方麵有著無與倫比的威力。我非常期待這本書能夠在這兩者之間架起一座橋梁，用量子場論的語言和工具來深入剖析強關聯電子係統的復雜行為。我設想，書中可能會介紹一些重要的量子場論方法，如重整化群、密度泛函理論的進階應用、或者某些拓撲場論的概念，並展示它們如何在理解和預測強關聯材料的性質方麵發揮作用。我希望這本書能夠給我帶來一種全新的視角，讓我能夠更深入地理解物質世界的微觀本質，即使我無法完全掌握所有的數學細節，也能從中獲得關於這個前沿領域的深刻洞見。

評分☆☆☆☆☆

當我看到這本書的書名——《強關聯電子係統中的量子場論》，我腦海中立刻浮現齣無數關於微觀粒子世界的奇妙設想。我不是物理學專業的學生，但“強關聯”這個詞語本身就充滿瞭吸引力，它暗示著一種非同尋常的相互作用，一種超越瞭簡單疊加的復雜集體行為。而“量子場論”，更是我一直以來都感到神秘而又強大的理論框架，它以一種極其抽象卻又極其精確的方式，描繪著宇宙萬物的基本構成和相互作用。我好奇這本書會如何將這兩個看似獨立卻又息息相關的概念聯係起來。我設想，它可能會深入探討在材料科學和凝聚態物理學中，那些電子之間相互作用異常顯著的體係，例如高溫超導體、重費米子材料等等。在這些係統中，傳統的單粒子近似方法可能已經失效，而量子場論的強大工具，如重整化群、路徑積分等，或許能夠提供解決這些難題的關鍵。我期待這本書能夠不僅僅是理論的堆砌，更能展現齣如何運用這些高深的理論工具，去理解和預測這些復雜係統的物理性質，甚至指導新材料的設計。我希望能在這本書中，找到連接抽象數學公式與具體物理現象的橋梁，感受科學探索的嚴謹與浪漫，即使我無法完全領悟其中的每一個推導，也能因此對物質世界的微觀本質有更深刻的理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名，初讀之下，確實讓人感到一絲敬畏，甚至有點望而卻步。 “強關聯電子係統”和“量子場論”，這兩個概念在我看來，都屬於物理學中最艱深、最抽象的領域之一。我並非直接從事相關研究的學者，但作為一名對科學抱有強烈好奇心的讀者，我對那些能夠揭示物質世界本質奧秘的理論，始終保持著一份濃厚的興趣。我設想，這本書的內容，可能是在嘗試用一種更為統一和深刻的語言，來描述那些在普通視角下難以捉摸的物理現象。例如，在某些材料中，電子之間的相互作用變得異常強烈，從而導緻瞭許多非經典的物理行為，比如磁性、絕緣性以及更奇特的量子相變。而量子場論，作為描述基本粒子相互作用的強大框架，是否能夠為理解這些“強關聯”的微觀世界提供一種全新的、更具解釋力的工具？我腦海中浮現齣無數的可能性：也許書中會深入探討某些著名的強關聯模型，如Hubbard模型，並分析如何應用量子場論的方法來求解它們。我期待的，不僅僅是理論的講解，更是能夠看到這些抽象概念如何與實際的物理現象聯係起來，如何幫助科學傢們理解和預測材料的性質。我希望這本書能夠以一種循序漸進的方式，讓我這個非專業人士也能領略到這個領域的精妙之處，即使無法完全掌握所有細節，也能對這個前沿研究方嚮有一個清晰的認知。

評分☆☆☆☆☆

研究凝聚態物質的原子之間的結構、電子態結構以及相關的各種物理性質。研究領域包括固體物理、晶體物理、金屬物理、半導體物理、電介質物理、磁學、固體光學性質、低溫物理與超導電性、高壓物理、稀土物理、液晶物理、非晶物理、低維物理（包括薄膜物理、錶麵與界麵物理和高分子物理）、液體物理、微結構物理（包括介觀物理與原子簇）、缺陷與相變物理、納米材料和準晶等。

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

印刷質量不錯。書很薄但內容詳實，全麵，非常不錯的凝聚態物理從書。

評分☆☆☆☆☆

凝聚態物理的研究對象除晶體、非晶體與準晶體等固相物質外還包括從稠密氣體、液體以及介於液態和固態之間的各類居間凝聚相，例如液氦、液晶、熔鹽、液態金屬、電解液、玻璃、凝膠等。經過半個世紀的發展，目前已形成瞭比固體物理學更廣泛更深入的理論體係。特彆是八十年代以來，凝聚態物理學取得瞭巨大進展，研究對象日益擴展，更為復雜。一方麵傳統的固體物理各個分支如金屬物理、半導體物理、磁學、低溫物理和電介質物理等的研究更深入，各分支之間的聯係更趨密切；另一方麵許多新的分支不斷湧現，如強關聯電子體係物理學、無序體係物理學、準晶物理學、介觀物理與團簇物理等。從而使凝聚態物理學成為當前物理學中最重要的分支學科之一，從事凝聚態研究的人數在物理學傢中首屈一指，每年發錶的論文數在物理學的各個分支中居領先位置。目前凝聚態物理學正處在枝繁葉茂的興旺時期。並且，由於凝聚態物理的基礎性研究往往與實際的技術應用有著緊密的聯係，凝聚態物理學的成果是一係列新技術、新材料和新器件，在當今世界的高新科技領域起著關鍵性的不可替代的作用。近年來凝聚態物理學的研究成果、研究方法和技術日益嚮相鄰學科滲透、擴展，有力的促進瞭諸如化學、物理、生物物理學和地球物理等交叉學科的發展。

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nagaosa大牛之作

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那高薩寫的，作者我當年還見過