Fundamentals and New Frontiers of Bose–-Einstein Condensation pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:World Scientific Publishing Company

作者:Masahito Ueda

出品人:

页数:368

译者:

出版时间:2010-7

价格:$ 85.00

装帧:平装

isbn号码:9789812839596

丛书系列:

图书标签:

• CondensedMatter
• Bose-Einstein Condensation
• Quantum Physics
• Condensed Matter Physics
• Quantum Gases
• Superfluidity
• Atomic Physics
• Statistical Mechanics
• Non-Equilibrium Physics
• Many-Body Physics
• Optical Lattices

好的，这是一份针对一本完全不涉及玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）主题的，内容详实、具有专业深度的图书简介。本书聚焦于凝聚态物理学中一个截然不同的前沿领域——拓扑材料与量子霍尔效应的界面物理研究。 --- 拓扑量子物质：界面、边缘态与低维输运的精微调控 一书概览： 本书深入探讨了近年来凝聚态物理学中最为活跃和革命性的领域之一：拓扑材料的物理特性、拓扑相的分类及其在电子器件中的潜在应用。我们完全避开了经典和现代的玻色-爱因斯坦凝聚现象，而是将焦点完全置于电子的量子拓扑特性上。本书旨在为研究生、高级本科生以及从事凝聚态物理、材料科学和量子信息研究的专业人员，提供一个全面、严谨且前沿的理论框架和实验视角。 全书结构分为五个核心部分，逻辑清晰地引导读者从基础的对称性分类，过渡到复杂的低维拓扑电子系统。 --- 第一部分：拓扑物理学的基本概念与分类 本部分奠定了理解拓扑电子态所需的数学和物理基础，聚焦于拓扑不变量在能带理论中的意义。 第一章：晶体对称性与拓扑不变量的缘起 本章首先回顾了晶格对称群（点群与空间群）在电子能带结构中的作用，重点阐述了时间反演对称性 ($mathcal{T}$)、粒子-空穴对称性 ($mathcal{C}$) 和手性对称性 ($mathcal{S}$) 的核心地位。不同于传统能带理论的局部性质分析，本章引入了拓扑不变量（如Chern数）的概念，解释了它们如何通过布里渊区积分的全局方式来表征能带结构。 第二章：拓扑绝缘体与拓扑超导体：K-理论的视角 本章深入探讨了基于Symmetry Indicators（对称性指标）的拓扑分类理论。我们详细解析了十种克拉斯（Tenfold Way）分类体系的起源，并将实空间拓扑不变量（如$mathbb{Z}_2$不变量）与K-理论在分类拓扑绝缘体（TIs）和拓扑超导体（TSCs）中的应用进行了对比阐述。重点分析了二维（$mathbb{Z}_2$ 拓扑绝缘体）和三维拓扑绝缘体（如 $ ext{Bi}_2 ext{Se}_3$族材料）的边缘态拓扑保护机制。 --- 第二部分：量子霍尔效应的精细结构与分数量子霍尔效应 本部分专注于磁场作用下二维电子系统的拓扑特性，这是理解拓扑物理学最经典且重要的实验平台。 第三章：整数量子霍尔效应的拓扑诠释 本章不再侧重于朗道能级的传统处理方式，而是从Kane-Mele模型和Haldane模型出发，使用Berry曲率的概念严格推导出Chern数与横向电导之间的关系 ($sigma_{xy} = C frac{e^2}{h}$)。详细讨论了边缘态（Edge States）的线性色散关系，以及它们在缺陷和杂质散射下的鲁棒性。 第四章：分数量子霍尔效应中的新兴拓扑相 本章聚焦于电子间强关联作用如何导致非整数量子霍尔态。详细介绍了Laughlin 分数态的波函数结构，并深入探讨了非阿贝尔任意子（Non-Abelian Anyons）的理论基础，特别是Fibonacci 序列分数态（如 $ u=5/2$ 态）的拓扑序特征，以及它们在拓扑量子计算中的理论意义。 --- 第三部分：二维材料界面与拓扑异质结 本部分转向对实际材料界面特性的研究，这是实现低维拓扑器件的关键。 第五章：二维狄拉克/外尔半金属的界面物理 本章聚焦于狄拉克半金属（如 $ ext{Cd}_3 ext{As}_2$）和外尔半金属（WMSMs）中的拓扑费米面。重点分析了在界面处或剪切应力下，狄拉克锥如何演化为外尔节点，以及这些节点如何导致手性异常和拓扑磁电效应。我们将分析外尔节点的碰撞与湮灭机制。 第六章：拓扑异质结的能带反转与界面态 本章详细研究了两种不同拓扑相（例如拓扑绝缘体与普通绝缘体、或两种不同手性的拓扑绝缘体）接触时界面处的物理现象。我们使用平移不变的哈密顿量来描述界面，分析如何产生线性耦合的界面态，并探讨如何利用电场调控实现这些界面态的“开启”与“关闭”。 --- 第四部分：磁性拓扑材料与拓扑磁电效应 本部分关注时间反演对称性被破坏后出现的拓扑新奇现象。 第七章：磁性拓扑绝缘体与量子反常霍尔效应 (QAHE) 本章深入探讨了通过引入磁性原子或磁有序来破坏时间反演对称性的方法。详细分析了量子反常霍尔效应的实验实现（如 $ ext{Cr-doped} ( ext{Bi}, ext{Sb})_2 ext{Te}_3$），并推导了在这种情况下Chern数不为零，但总霍尔电导仍为整数的物理根源。本章强调了磁性对边缘态的单向性保护。 第八章：拓扑材料中的电磁耦合：磁电效应的拓扑起源 本章阐述了拓扑绝缘体（特别是三维的）中由时间反演对称性破缺导致的拓扑磁电效应。我们从axion 电磁学的角度，解释了磁场和电场如何耦合作用于系统的拓扑荷，导致宏观层面的电场和磁化强度之间的非零耦合项。 --- 第五部分：拓扑材料的器件化与前沿展望 本部分将理论与前沿实验技术相结合，展望拓扑材料在未来器件中的应用。 第九章：拓扑界面上的非阿贝尔任意子探测 本章聚焦于马约拉纳费米子（Majorana Fermions）的实验寻找。详细介绍了如何通过拓扑绝缘体/超导体异质结来诱导出马约拉纳零能模（MZMs）。讨论了通过扫描隧道显微镜（STM）的零偏压峰以及非局域输运测量来区分马约拉纳费米子与其他零能态的最新实验技术。 第十章：基于拓扑绝缘体的低功耗电子学 本章探讨了拓扑材料在构建下一代低功耗器件方面的潜力。分析了拓扑保护的自旋-动量锁定如何应用于自旋电子学。重点讨论了如何利用拓扑材料的导电边缘态来设计具有极低能量耗散的拓扑晶体管和量子互连。 --- 本书特色： 本书最大的特点是完全专注于电子的拓扑量子特性，系统性地构建了一个从基础对称性到复杂关联系统的知识体系。它避免了传统凝聚态物理中关于集体激发（如激子、极化激元或玻色子凝聚态）的讨论，而是将所有的理论工具（如Berry相位、K-理论、规范场理论）应用于电子的拓扑不变量的计算和表征。本书的叙述严谨，大量使用了先进的理论模型和最新的实验数据，为读者提供了一个理解拓扑量子物质核心奥秘的权威指南。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

我关注到这本书的一个显著特点是它对“New Frontiers”部分的投入。许多教材在讲完基础理论后便戛然而止，留给读者一个理论与现实脱节的空白。然而，这本书却有力地填补了这一空白。它没有止步于对完美理想气体的处理，而是深入探讨了诸如有限温效应、非理想相互作用、拓扑性质在BEC中的体现等当前研究的热点问题。这部分内容让我感受到了物理研究的脉搏，它清晰地展示了理论物理学家和实验物理学家们目前正在攻克的难关。阅读这些章节时，我甚至能感受到一丝研究的紧迫感和兴奋感。作者似乎在邀请读者，不要只满足于已知的结论，而是要勇敢地踏入那些尚未完全被探索的领域，去思考下一个突破口会在哪里。这对于有志于从事科研工作的学生来说，无疑是一剂强心针。

评分☆☆☆☆☆

综合来看，这本书的价值远超出了其作为教材的范畴。它更像是一份详尽的“冷原子物理学百科全书”，但又比百科全书更具引导性和启发性。它不仅涵盖了自BEC发现以来的经典理论，更重要的是，它建立了一种跨越不同研究小组和实验平台的思维连接。我注意到书中对不同实验团队的代表性工作进行了梳理和引用，这使得读者能够形成一个更宏观的视角，理解这项技术是如何在全球范围内协同发展的。读完此书，我感觉自己完成了一次高强度的智力训练，不仅在知识储备上得到了极大的充实，更重要的是，我的科研“工具箱”得到了升级，学会了如何用更系统、更前沿的视角去审视和分析复杂的物理问题。这是一笔值得投入时间与精力的投资。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，那种深邃的蓝色调与星空背景的结合，一下子就抓住了我的眼球。我拿起它，厚重而扎实的质感让我对里面的内容充满了期待。它给人的第一印象是那种严谨的学术风格，仿佛能闻到纸张上散发出的知识的芬芳。虽然我不是这个领域的资深专家，但书名中“Fundamentals”和“New Frontiers”的组合，让我确信这本书不仅会为我打下坚实的理论基础，更会带领我探索前沿的动态。我特别欣赏作者在目录中对基础概念的层层递进的安排，从量子统计力学的引入，到玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）现象的理论推导，每一步都走得那么稳健而清晰。初翻目录，那种知识的体系感就已经让我感到非常震撼。它不像市面上一些科普读物那样肤泛，而是直指核心，让人感到这是一部真正有份量的专业著作。我可以预见到，读完这本书，我对冷原子物理学的理解将会有一个质的飞跃，不再是零散的知识点，而是一个完整的知识体系。这种对结构和深度的追求，是真正优秀教材的标志。

评分☆☆☆☆☆

阅读的体验，很大程度上取决于文字的叙述方式。这本书的作者显然对如何向读者传授复杂的物理概念有着独到的见解。他们的语言风格介于严谨的教科书和生动的学术讲座之间，既保持了物理定律的精确性，又避免了陷入晦涩难懂的纯数学推导的泥潭。当我读到关于德布罗意波长和相互作用势的章节时，我感觉自己仿佛站在一位经验丰富的导师身旁，他正耐心地用清晰的比喻和直观的图像，将那些抽象的概念具象化。例如，作者在解释凝聚态的形成时，运用的类比非常精妙，成功地跨越了从宏观认知到微观量子行为的鸿沟。虽然涉及大量的方程和符号，但每一个公式的出现都伴随着详尽的物理意义阐释，这极大地降低了初学者的学习门槛。这种“教你如何思考，而非仅仅告诉你答案”的写作手法，是这本书最宝贵的财富之一。我甚至发现自己开始期待下一页，想看看作者又会如何巧妙地解构下一个难题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表设计，简直是视觉上的享受。在这个充斥着大量电子阅读的时代，一本精心制作的实体书显得尤为珍贵。纸张的选择，光线的反射度，都经过了考量，使得长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。更重要的是，书中穿插的插图和图形，绝非随意的装饰。那些关于能级结构、动量空间分布和干涉条纹的示意图，精确而美观。它们不仅仅是辅助理解的工具，本身就是信息载体的一部分。我尤其欣赏作者在展示实验结果与理论预测对比时所使用的对比图表，线条的粗细、颜色的区分都恰到好处，使得对比一目了然，让你立刻就能捕捉到实验的精度和理论模型的适用范围。如果说文字是骨架，那么这些精美的图表就是血肉，让整个物理世界鲜活了起来。这种对细节的极致关注，体现了出版方和作者对知识传播的尊重。

评分☆☆☆☆☆

读完了，感觉没什么

评分☆☆☆☆☆

读完了，感觉没什么

评分☆☆☆☆☆

读完了，感觉没什么

评分☆☆☆☆☆

读完了，感觉没什么

评分☆☆☆☆☆

读完了，感觉没什么