Operational Quantum Theory II pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Saller, Heinrich

出品人:

页数:348

译者:

出版时间:2006-4

价格:$ 224.87

装帧:HRD

isbn号码:9780387297767

丛书系列:

图书标签:

量子理论
开放量子系统
量子信息
量子光学
量子力学
非平衡态
密度矩阵
量子统计
量子测量
退相干

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具体描述

Operational Quantum Theory II is a distinguished work on quantum theory at an advanced algebraic level. The classically oriented hierarchy with objects such as particles as the primary focus, and interactions of the objects as the secondary focus is reversed with the operational interactions as basic quantum structures. Quantum theory, specifically relativistic quantum field theory is developed the theory of Lie group and Lie algebra operations acting on both finite and infinite dimensional vector spaces. This book deals with the operational concepts of relativistic space time, the Lorentz and Poincare group operations and their unitary representations, particularly the elementary articles. Also discussed are eigenvalues and invariants for non-compact operations in general as well as the harmonic analysis of noncompact nonabelian Lie groups and their homogeneous spaces. In addition to the operational formulation of the standard model of particle interactions, an attempt is made to understand the particle spectrum with the masses and coupling constants as the invariants and normalizations of a tangent representation structure of a an homogeneous space time model. Operational Quantum Theory II aims to understand more deeply on an operational basis what one is working with in relativistic quantum field theory, but also suggests new solutions to previously unsolved problems.

凝聚态物理的深层探索：超导、拓扑与量子物质的前沿本书聚焦于凝聚态物理学的核心领域，深入剖析了超导电性、拓扑绝缘体以及新型量子物质的内在机制与实验前沿。本书旨在为具备扎实量子力学与固体物理基础的研究人员、高级研究生以及对前沿物理感兴趣的工程师，提供一套系统而深入的理论框架和前沿视角。第一部分：高温超导的未解之谜与新范式本书的第一部分致力于超越传统的BCS理论，探索高温超导体（HTS）的复杂物理图景。我们不关注传统低温超导的细节，而是将重点放在铜氧化物（Cuprates）和铁基超导体（Iron-based superconductors）的奇异电子结构上。 1. 赝能隙态（Pseudogap Phase）的结构性分析：我们详细考察了在高热力学区域内，电子结构如何偏离标准费米液体行为。本书通过对输运系数、霍尔角测量以及高能谱学数据的再解读，提出了一种基于局域量子涨落而非全局配对的赝能隙形成模型。特别关注了赝能隙温度 ($T^$) 附近电子关联效应的临界行为。 2. 磁性涨落与配对机制的耦合：传统观点认为，电子的配对是通过声子介导的。然而，在高温超导体系中，磁性是驱动配对的主要因素。本书系统梳理了自旋波动理论（Spin Fluctuation Theory）的最新进展，特别是使用随机相位近似（RPA）结合动态平均场理论（DMFT）来计算有效相互作用强度。我们深入探讨了非平庸拓扑的磁有序态如何诱导 $d$-波或更复杂的 $p pm i p$ 序参量。 3. 界面超导与二维电子气：超导性的维度依赖性是理解机制的关键。本节侧重于超导薄膜和异质结中的现象。我们详细分析了拉蒂斯（Lattice）失配和界面极化效应对超导临界温度 ($T_c$) 的影响。通过对 $ ext{LaAlO}_3/ ext{SrTiO}_3$ 界面电子气的深入研究，探讨了在二维限制下，电荷密度波（CDW）与超导竞争与共存的相图结构。第二部分：拓扑物态：从理论预测到材料实现第二部分全面覆盖了拓扑物质态的广阔领域，重点关注其拓扑不变量的物理意义及其在输运中的体现。本书避免对基础拓扑理论的重复叙述，而是直接进入复杂拓扑材料的特性分析。 1. 拓扑绝缘体（TIs）的边界态与体态分离：我们深入研究了三维拓扑绝缘体（如 $ ext{Bi}_2 ext{Se}_3$ 家族）的能带反演机制。核心内容在于如何精确区分拓扑保护的表面态和由杂质或形貌引起的体态杂散电荷。本书详细介绍了使用角分辨光电子能谱（ARPES）确定狄拉克锥线性色散的实验技术，以及如何通过电场调控实现拓扑-平庸相变的细节。 2. 拓扑半金属与费米弧：与拓扑绝缘体不同，拓扑半金属具有零带隙的拓扑节点，如狄拉克点和外尔点。本部分重点阐述了外尔半金属（Weyl Semimetals）的非阿贝尔（Non-Abelian）拓扑荷。我们详尽分析了在外磁场下，外尔点处的朗道能级（Landau Levels）如何导致量子反常霍尔效应（QAHE）。此外，对体态和表面态的清晰分离，特别是对表面态——费米弧（Fermi Arcs）的观测条件进行了严格的理论推导。 3. 拓扑超导体与马约拉纳费米子（Majorana Fermions）：拓扑超导体被认为是实现拓扑量子计算的基石。本书主要探讨了杂化系统中的马约拉纳零能模（Zero Modes）。我们分析了在半导体纳米线与超导衬底的界面上，如何通过Rashba自旋轨道耦合和范德华力驱动出拓扑相。本书详细论述了“平坦化”能带结构对于维持马约拉纳模鲁棒性的重要性，并讨论了探测零偏压电导峰的实验挑战。第三部分：强关联电子系统与量子临界性本书的最后一部分聚焦于当电子间相互作用变得无法忽略时，物理系统的涌现行为。这部分内容跨越了费米液体理论的边界，进入到量子多体物理的非微扰领域。 1. 莫特绝缘体（Mott Insulators）的激发光谱：传统的能带理论失效于莫特绝缘体，因为电子间的库仑排斥（$U$）主导了电荷激发。本书利用Hubbard模型的动力学平均场理论（DMFT）框架，精确计算了在不同 $U/t$ 比值下的电荷和自旋激发。特别讨论了光激发如何“烧穿”（Bussing）莫特间隙，并暂时恢复金属态的瞬态动力学行为。 2. 量子临界点（QCPs）与费米面重构：在低温下，通过压力、掺杂或磁场驱动的量子相变，系统会达到一个零温度的临界点（QCP）。本书论述了QCP附近的标度律，以及如何利用非费米液体（Non-Fermi Liquid, NFL）的输运特性来识别临界行为。我们详细考察了铁磁性或反铁磁性QCP如何影响附近的重费米子系统（Heavy Fermions）的有效质量和$ ext{Kondo}$效应。 3. 拓扑重整化群（TRG）与有效场论：对于高度复杂的强关联系统，有效场论是描述低能物理的有力工具。本书介绍了拓扑重整化群方法在处理非平庸拓扑序系统中的应用。通过将局域相互作用映射到更高维度的有效理论，我们探讨了如何从微观模型中涌现出拓扑规范场理论，并预测了在特定几何约束下可能出现的拓扑磁通（Topological Flux）。总结而言，本书避开了对已成熟理论的重复阐述，而是将重点放在当前凝聚态物理研究中最具挑战性、最前沿的交叉领域——即超导的非传统起源、拓扑保护的边界现象，以及强关联电子系统的量子涨落特性上。本书为读者提供了理解下一代量子器件和新奇量子物质的必要理论工具。