Coherence and Energy Transfer in Glasses (Nato Conference Series VI, Materials Science) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Golding, Brage; Fleury, Paul A.;

出品人:

页数:419

译者:

出版时间:1984-09-01

价格:USD 178.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780306416385

丛书系列:

图书标签:

• Glasses
• Coherence
• Energy Transfer
• Materials Science
• Condensed Matter Physics
• Spectroscopy
• Non-Crystalline Materials
• NATO Conference Series
• Solid State Physics
• Optical Properties

量子纠缠与信息传递的奥秘：一场跨越时空的对话 本书并非关于特定材料科学会议的记录，而是深入探讨一个引人入胜的物理学分支：量子纠缠及其在信息传递中的应用。它将带领读者踏上一段激动人心的旅程，去揭示宇宙最基本层面的连接方式，以及如何利用这些非凡的特性来塑造未来的技术。 第一部分：量子纠缠的基石——超越经典直觉的连接 本部分将从量子力学的基本原理出发，逐步引入量子纠缠这一核心概念。我们将探讨： 量子叠加态的奇特性质： 粒子不再局限于单一的状态，而是可以同时存在于多种可能的状态中，直到被观测。我们将用生动的例子和深入的类比，帮助读者理解这一违背日常经验的现象。 贝尔定理与非定域性： 深入剖析贝尔定理如何挑战了我们对“局域实在论”的传统观念。我们将详细解释纠缠粒子之间看似瞬间的关联，即使相隔遥远，也似乎存在一种“幽灵般的超距作用”，并探讨其对我们理解因果律和宇宙结构的影响。 纠缠的产生与度量： 介绍几种常见的产生量子纠缠的方法，例如通过光子对的产生、原子间的相互作用等。同时，我们将探讨如何量化纠缠的强度和性质，理解不同程度的纠缠所代表的物理意义。 量子态的退相干： 纠缠的脆弱性是其应用面临的一大挑战。我们将讨论环境对量子纠缠的干扰，即退相干现象，以及理解和控制退相干对于实现稳定量子信息处理的重要性。 第二部分：纠缠的语言——量子信息传递的革命 在理解了量子纠缠的本质后，本部分将聚焦于它在信息科学领域的颠覆性潜力。我们将深入探讨： 量子隐形传态： 这是量子纠缠最令人惊叹的应用之一。本书将详细阐述量子隐形传态的原理，即如何利用纠缠将一个粒子的未知量子态“传输”到另一个粒子上，而无需物理地移动粒子本身。我们将解释其基本流程、所需的资源，以及它在量子通信中的关键作用。 量子密钥分发（QKD）： QKD是目前量子通信领域发展最为成熟的应用之一。本书将揭示QKD如何利用量子力学原理，实现理论上不可破解的安全通信。我们将深入讲解不同QKD协议（如BB84协议）的工作机制，以及纠缠在其中扮演的关键角色。 量子网络与分布式量子计算： 设想一个由纠缠连接的全球量子网络，能够实现远距离的量子信息传输和协同计算。本书将探讨构建这样的网络所面临的技术挑战，以及它将如何为分布式量子计算、超精密测量等领域带来革命性的突破。 纠缠在量子算法中的作用： 许多强大的量子算法，如Shor算法和Grover算法，都依赖于纠缠来实现其指数级的计算优势。本书将简要介绍这些算法的核心思想，并说明纠缠如何为它们提供强大的并行计算能力。 第三部分：展望未来——纠缠驱动的新纪元 本部分将目光投向未来，探讨量子纠缠及其在信息传递应用可能带来的深远影响，以及当前的研究前沿和挑战。 未来通信的无限可能： 想象一下，未来的通信将不再受限于带宽和延迟，信息传递将是即时且绝对安全的。本书将描绘基于纠缠的下一代通信网络蓝图，以及它将如何改变我们的生活方式。 量子传感与精密测量： 纠缠态对外界环境的极度敏感性，使其成为实现超高精度传感器的理想载体。我们将探讨如何利用纠缠来开发前所未有的量子传感器，用于探测微弱的磁场、引力波，甚至生命的信号。 挑战与机遇： 量子信息技术的实现并非一帆风顺。本书将客观地分析当前技术上面临的主要挑战，例如如何扩大纠缠的规模、延长纠缠的相干时间、构建稳定可靠的量子器件等。同时，也将展望这些挑战背后蕴藏的巨大机遇，以及不断涌现的创新解决方案。 科学与哲学的交汇： 量子纠缠不仅是一个物理学问题，它也深刻地挑战着我们对现实、信息和存在的理解。本书将引导读者思考量子纠缠所带来的哲学启示，以及它如何促使我们重新审视科学的边界。 本书适合对量子力学、信息科学、理论物理以及前沿技术感兴趣的广大读者。无论您是物理学专业的学生，还是对宇宙奥秘充满好奇的探索者，都将在这场跨越时空的对话中，发现量子纠缠令人着迷的魅力，以及它如何引领我们走向一个全新的科技时代。

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从排版和可读性的角度来看，这本书也体现了出版方的专业水准。尽管内容涉及高度专业化的主题，但图表的清晰度和引用文献的详尽程度都达到了顶级学术著作的标准。尤其值得称赞的是，作者似乎非常注重历史脉络的梳理，在介绍每一个重要理论模型时，都会简要回顾其历史背景和关键的实验证据，这极大地帮助了非本专业背景的读者快速进入状态，理解该理论在学科发展中的历史地位。我个人发现，书中关于“低能激发态”的章节，特别是在讨论玻色子峰与电子激发之间的相互作用时，提供了一个极具启发性的视角，它暗示了声学振动模式可能在电子态的形成中扮演了比传统观点更积极的角色。这种将动力学与电子结构紧密结合的视角，在以往的许多材料科学著作中是相对缺乏的。

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这本书最让我感到振奋的是其对未来研究方向的隐性指引。它在最后部分虽然没有明确地列出“未来挑战”，但通过对现有理论模型的局限性分析和对新兴实验技术的展望，已经清晰地描绘出该领域下一步可能突破的方向。例如，作者对“非局域能量转移”的讨论，结合了量子信息科学中的一些最新概念，预示着玻璃科学正逐步与量子技术的前沿阵地接轨。这本书的深度和广度，使得它成为一个扎实的起点，任何希望在这个交叉领域做出原创性贡献的研究生，都应该将此书作为案头的常备工具书。它不仅仅是知识的传递，更是思维方式的塑造，教会读者如何在高度无序的系统中，寻找并量化那些隐藏的、维持体系稳定性的“相干”线索。

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这本书的学术价值在于其对“相干性”这一核心概念在非晶环境下的重新定义和量化尝试。在晶体中，相干性是结构对称性的自然结果，但在玻璃中，维持和度量这种局部有序性则是一个巨大的挑战。作者在这方面的工作极具前瞻性，他引入并详细解释了如何利用瞬态光谱技术，例如超快拉曼散射和二维光谱学，来追踪能量在皮秒到纳秒量级上的相干演化。其中关于“非指数衰减”过程的讨论尤为精彩，它揭示了能量在无序势能面上的非线性扩散特征。这对于处理热弛豫和信息存储问题具有直接的指导意义。更重要的是，书中没有回避近年来实验观测到的反直觉现象，而是将其置于更宏大的理论框架下进行审视，这种诚实和严谨的态度，使得这本书不仅仅是教科书，更像是一份不断探索前沿的路线图。

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这本聚焦于玻璃态物质中能量传递与相干性研究的专著，无疑为该领域的学者和高阶研究生提供了一份重量级的参考资料。书本的结构组织呈现出一种严谨而系统的逻辑推进，从基础的理论框架出发，逐步深入到复杂的实验观测和模型构建。我特别欣赏作者在处理非晶态材料的固有复杂性时所展现出的洞察力，尤其是在讨论局部结构涨落如何影响宏观的光谱响应和动力学行为时，那种抽丝剥茧的分析方法令人印象深刻。书中对低频声子谱、受激散射过程以及电子-声子耦合机制的阐述，清晰地勾勒出了能量在无序介质中传播的路径和损耗机制。对于那些试图理解光纤通信、固体激光介质或太阳能收集材料中效率瓶颈的研究人员来说，书中提供的理论工具箱无疑是极其宝贵的。它不仅仅是文献综述的堆砌，更像是对过去数十年间关键实验发现和理论突破的一次精心提炼和整合，引导读者超越简单的点状知识，建立起对整个物理图像的宏观把握。

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阅读这本书的过程，更像是一场与领域内顶尖思想的深度对话。我原以为会遇到大量晦涩难懂的数学推导，但出乎意料的是，作者在介绍复杂的量子力学模型时，总是能辅以直观的物理图像来解释其背后的含义。这种教学上的匠心体现在许多关键章节，比如对“异常低频振动模式”（Boson Peak）的深入剖析，它不仅仅描述了现象，更深入探讨了各种竞争性的微观模型（如“ স্বর্গ模型”与“Rattler 模型”）的适用性与局限性。书中对不同类型玻璃（氧化物、硫化物乃至有机聚合物玻璃）的对比分析，展现了普适性原则与材料特异性之间的微妙平衡。对于希望跨学科拓展研究视野的物理化学家而言，这种跨越尺度的讨论无疑极大地拓宽了思路，它促使我们思考，在分子无序的背景下，能量是如何在不同时间尺度上“跳跃”和“弛豫”的，这对于优化新型功能材料的设计至关重要。

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