横向自旋物理学/TRANSVERSE SPIN PHYSICS pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:World Scientific Publishing Company

作者:Vincenzo Barone

出品人:

页数:294

译者:

出版时间:2003-03

价格:545.00元

装帧:Hardcover

isbn号码:9789812381019

丛书系列:

图书标签:

spin
physics
自旋物理学
横向自旋
量子力学
粒子物理学
核物理学
相对论
散射理论
极化
自旋轨道耦合
高能物理

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具体描述

This book deals with the theory and phenomenology of transverse spin effects in high-energy hadronic physics. Contrary to common past belief, it is now rather clear that these effects are far from irrelevant, A decade or so of intense theoretical work has shed much light on the subject and brought to the surface an entire class of new phenomena, which now await thorough experimental investigation. Over the next few years a number of experiments worldwide (at DESY, CERN and Brookhaven) will run with transversely polarised particles, providing data that will enrich our knowledge of the transverse spin structure of hadrons. It is therefore timely to assess the state of the art, and this is the principal aim of the book.

The outline of the book is as follows. After a few introductory remarks (Chapter 1), in the first part (Chapters 2-4) attention is directed to polarised deep inelastic scattering (DIS), particularly DIS on transversely polarised targets, which probes the transverse spin structure function g2. This structure function is examined within the framework of the quark-parton model and its improvement via perturbative QCD. The existing data are reviewed and commented on (for completeness and comparison, a brief presentation of longitudinally polarised DIS and of the helicity structure of the proton is provided).

The second part of the book (Chapters 5-8) focuses on the transverse polarisation of quarks, the so-called "transversity". The partonic content and the QCD evolution of the transversity distributions are presented in detail. The phenomenology of transversity is then studied in the context of Drell-Yan processes and of semi-inclusive lepto- and hadroproduction. The interpretation of some recent data on single-spin asymmetries is discussed and, finally, the prospects for future measurements are reviewed.

《横向自旋物理学/TRANSVERSE SPIN PHYSICS》是一本深入探索量子物质基本性质的学术专著。本书汇聚了该领域最前沿的研究成果，旨在为物理学家、化学家和材料科学家提供一个全面而精辟的视角，理解和操控物质的内在角动量——自旋——在横向（垂直于粒子动量方向）维度上的行为。自旋是粒子固有的量子力学属性，它不仅影响着粒子的磁矩，更深刻地塑造了宏观物质的电学、磁学以及光学特性。传统的研究多集中于纵向自旋的极化和输运，然而，越来越多的实验和理论发现表明，横向自旋分量所扮演的角色同样至关重要，甚至在某些现象中起着决定性作用。本书正是聚焦于这一新兴且充满活力的研究方向，系统性地梳理了横向自旋物理学的理论基础、实验技术以及潜在应用。在理论层面，本书详细阐述了导致横向自旋极化的各种机制，例如自旋霍尔效应（Spin Hall Effect）、Rashba-Edelstein效应、Dyakonov-Perel效应等。书中深入分析了这些效应在不同材料体系（如半导体、金属、拓扑材料、磁性材料）中的表现，并提供了详细的理论模型和计算方法。此外，本书还探讨了自旋-轨道耦合（Spin-Orbit Coupling, SOC）在调控横向自旋态中的关键作用，解释了SOC如何产生不对称的自旋分布，从而实现对横向自旋的产生和探测。对于量子多体系统的自旋动力学，本书也进行了深入的讨论，包括自旋波的传播、自旋弛豫机制以及量子相干性下的自旋演化等。在实验技术方面，本书详细介绍了当前用于研究横向自旋物理学的主要实验手段。这包括：自旋分辨谱学技术：如自旋极化光电子能谱（Spin-Resolved Photoemission Spectroscopy, SRPES）和自旋分辨透射电子显微镜（Spin-Resolved Transmission Electron Microscopy, SRTEM），它们能够直接测量材料的电子结构和自旋态。非接触式自旋探测方法：如自旋霍尔磁阻效应（Spin Hall Magnetoresistance, SHMR）、逆自旋霍尔效应（Inverse Spin Hall Effect, ISHE）和磁光克尔效应（Magneto-Optical Kerr Effect, MOKE）。这些方法无需直接接触自旋载流子，能够高效地探测由横向自旋引起的电信号或磁信号。自旋脉冲技术：介绍如何利用激光脉冲或电脉冲来诱导、操控和探测自旋的动态行为，为实现自旋开关和自旋逻辑提供了技术基础。先进的微纳加工技术：讨论如何通过精密的器件制造技术，构建具有特定几何结构和界面性质的材料，以优化横向自旋效应的实现。本书的另一大亮点在于其对横向自旋物理学潜在应用的深刻洞察。随着对横向自旋行为理解的不断深入，其在下一代信息技术和量子科技领域展现出巨大的应用前景：自旋电子学（Spintronics）：横向自旋效应为开发高密度、低功耗的存储器件（如MRAM）和逻辑器件提供了新的途径。通过巧妙设计材料和器件结构，可以利用横向自旋的定向输运来实现信息的读写和处理，摆脱对电荷载流子的依赖。量子计算（Quantum Computing）：自旋是实现量子比特（qubit）的天然载体。横向自旋的精确操控对于构建稳定、可扩展的量子计算机至关重要。本书探讨了如何利用横向自旋态编码量子信息，以及如何实现高效的量子门操作。自旋光电子学（Spin Optoelectronics）：将自旋与光子相互作用相结合，可以实现新型的光电探测器、发射器以及用于量子通信的单光子源。横向自旋在光激发和光探测过程中扮演着关键角色，例如通过自旋霍尔效应将光信号转化为电信号。新型磁性材料和器件：横向自旋物理学为设计和理解具有新颖磁学性质的材料提供了理论指导，例如反铁磁材料、拓扑磁性材料以及自旋极化超导体等。这些材料有望在信息存储、传感器和基础物理研究中发挥重要作用。《横向自旋物理学/TRANSVERSE SPIN PHYSICS》的读者对象广泛，包括但不限于：凝聚态物理研究人员：专注于电子输运、磁性、拓扑物理、低维材料等领域的科学家。材料科学家：致力于开发新型功能材料，特别是与磁性、电学和光学相关的材料。纳米科技和半导体领域的工程师：寻求开发下一代信息存储和处理技术。化学家：研究分子自旋、自旋化学反应以及自旋在化学过程中的作用。对前沿物理学感兴趣的研究生和博士后：希望深入了解自旋物理学这一快速发展的领域。本书的编写风格严谨而清晰，既有理论的深度，又不乏对实验细节的关注。通过对大量最新研究文献的引用和梳理，本书为读者提供了一个全面而权威的参考。无论您是该领域的资深研究者，还是刚刚开始探索自旋物理学奥秘的学生，都能从本书中获益匪浅，获得对横向自旋物理学深刻而系统的理解。这本书不仅是一部学术著作，更是一份通往未来科技前沿的指南。