Interacting Electrons and Quantum Magnetism (Graduate Texts in Contemporary Physics) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Assa Auerbach

出品人:

页数:268

译者:

出版时间:1998-09-11

价格:USD 64.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780387942865

丛书系列:Graduate Texts in Contemporary Physics

图书标签:

• 物理
• 凝聚态理论
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• 物理学

探索量子多体系统的奇妙世界：强关联电子与量子磁性 本书深入剖析了凝聚态物理学中一个至关重要且极具挑战性的领域——强关联电子系统及其所催生的丰富多样的量子磁性现象。不同于将电子视为独立个体处理的简化模型，本书着重于电子之间复杂的相互作用如何塑造物质的宏观量子行为。这些相互作用不仅是理解材料性质的关键，也是通往高温超导、量子计算和新型磁性材料等前沿科技的必经之路。 本书的出发点，是将电子视为在一个复杂环境中相互作用的量子实体。这些相互作用，源于电子所携带的电荷以及遵循泡利不相容原理的特性，在许多材料中表现得异常显著，甚至主导了系统的行为。这种“强关联”的特性使得传统的单粒子近似方法失效，迫使我们采用更为精密的理论工具来描述系统的量子动力学。本书将系统地介绍描述强关联电子系统的关键概念和理论框架，包括但不限于： Hubbard 模型与它所揭示的关联效应： Hubbard 模型是描述强关联电子系统最基本也是最重要的模型之一。本书将详细阐述 Hubbard 模型的建立，分析其在不同维度、不同填充比下的行为，并引出“关联延迟”、“电荷密度波”和“Mott 绝缘体”等核心概念。通过对 Hubbard 模型的深入理解，读者将能够领略到电子间排斥力如何导致绝缘体的出现，即使在简单的原子结构中也可能发生。 分子轨道理论与晶体场理论的应用： 对于包含更复杂化学结构的材料，如过渡金属氧化物，分子轨道理论和晶体场理论提供了理解电子结构的有力工具。本书将探讨这些理论如何描述中心金属离子周围配体电子的分布，以及由此产生的能级劈裂和电子填充模式，这对理解材料的磁性和电学性质至关重要。 量子磁性相图的丰富性： 量子磁性是强关联电子系统最引人注目的表现之一。本书将带领读者探索从简单的铁磁性、反铁磁性到更为复杂的反斜磁性、螺旋磁性以及磁短有序等各种磁有序相。我们将深入分析这些磁有序相的形成机制，以及它们如何随温度、压力和外部磁场等条件的变化而演化，构建出丰富多彩的磁性相图。 费米液体理论的局限与超越： 费米液体理论是描述金属中自由电子行为的经典理论。然而，在强关联系统中，费米液体行为会发生显著偏离。本书将探讨费米液体理论的适用范围，并介绍描述非费米液体行为的现代理论方法，例如“自旋涨落”、“无费米子液体”以及“拓扑量子相”等概念。 分数量子霍尔效应的奇特世界： 分数量子霍尔效应是强关联电子系统在二维电子气体中低温强磁场下出现的迷人现象。本书将深入探讨其背后的物理机制，包括长程库仑相互作用和涌现的任意子（anyons）等概念。对分数量子霍尔效应的理解，不仅为我们提供了研究拓扑量子物质的窗口，也为量子计算提供了潜在的实现途径。 高温超导的谜团与进展： 铜氧化物超导体和铁基超导体是凝聚态物理学中的两个重大未解之谜。本书将详细介绍这些材料的结构特点，分析强关联电子在其中扮演的关键角色，并梳理目前关于其超导机制的各种理论假说，包括自旋涨落、电子-声子耦合以及d波配对等。 新型磁性材料与量子计算的联系： 随着材料科学的飞速发展，许多具有新颖磁性和电子性质的材料不断涌现，例如拓扑磁性材料、磁性半导体等。本书将探讨这些材料的潜在应用，特别是它们在下一代量子计算和信息技术中的重要作用。量子计算利用量子叠加和纠缠等量子力学特性进行信息处理，而强关联电子系统，特别是具有特定磁序和拓扑性质的材料，被认为是实现量子比特和量子门操作的理想载体。 本书的读者对象为对凝聚态物理学有一定基础的本科高年级学生、研究生以及研究人员。本书旨在提供一个严谨而全面的理论框架，帮助读者理解强关联电子系统的复杂性，掌握分析和解决相关问题的关键方法。通过对本书的学习，读者将能够： 建立扎实的理论基础： 掌握描述强关联电子系统及其量子磁性的核心概念、模型和理论工具。 提升分析和解决问题的能力： 能够运用所学知识分析实验现象，评估理论模型的合理性，并对新的研究问题提出见解。 了解研究前沿： 熟悉强关联电子领域当前的研究热点和未来的发展方向，为进一步深入研究奠定基础。 本书内容组织清晰，逻辑严谨，理论推导详实，并辅以必要的概念解释和物理直觉引导。每一章节都力求在概念的引入、理论的阐述和应用的展示之间取得平衡，既有深度又不失可读性。本书相信，通过对强关联电子和量子磁性世界的探索，读者将能够深刻领略到量子力学的奇妙之处，并为理解和设计未来的先进材料和技术贡献力量。

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作为一本面向研究生的教材（Graduate Texts in Contemporary Physics），其教学设计和内容的组织逻辑至关重要。我更倾向于一本结构清晰、层层递进的书籍，而非仅仅是特定研究方向的论文集。理想的结构应该是先打下坚实的理论基础——可能涉及量子场论在固体物理中的应用，然后逐步过渡到电子相互作用的复杂性，最后将这些工具应用到磁性现象的解释中。如果书中包含大量的习题，并且这些习题不仅是计算性的，还包含一些概念性的论证题，那将非常有助于读者内化知识。我非常关注它在数学严谨性与物理直观性之间的平衡。过于晦涩的数学推导会阻碍理解，而缺乏严谨的数学基础则会让结论站不住脚。一本优秀的教材应该能在两者间架起一座坚实的桥梁。

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这本书的书名给人的第一印象是它会深入探讨量子力学和凝聚态物理中两个非常前沿且相互关联的领域。首先，我对“Interacting Electrons”这个主题非常感兴趣。电子之间的相互作用是理解材料宏观性质，比如导电性、超导性和磁性的基础。我期望这本书能够清晰地阐述费米液体理论、Hubbard 模型以及更复杂的场论方法，例如如何处理强关联效应。理想情况下，作者应该不仅给出理论框架，还能辅以实际的例子，比如解释为什么某些材料会表现出非费米液体行为。书中对微扰论和更高阶近似方法的讨论深度，将直接决定它对高级研究生的实用价值。如果它能提供一套连贯的数学工具，帮助读者从第一性原理出发解决实际问题，那将是极大的加分项。同时，我希望看到对数值模拟方法（如蒙特卡洛或密度矩阵重整化群）的提及，因为在强关联体系中，解析解往往难以获得。

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最后，我对书籍的“可读性”和“参考价值”有较高的要求。这意味着排版、图表的质量，以及关键概念的定义是否清晰无歧义，都非常重要。一本物理学著作，其插图往往比文字更能说明问题。我希望书中能有高质量、信息量大的能带图、相图和散射截面图，并且图注清晰明确。此外，全书的索引和术语表是否详尽也会影响它作为案头工具书的实用性。我更希望作者在介绍一个新概念时，能简要回顾一下它在历史上的发展脉络，或者与类似概念的区别，这有助于建立更稳固的知识网络。如果这本书能成为一本可以在未来十年内持续翻阅、并在不同研究阶段都能提供新启发的宝贵资源，那么它就真正达到了“研究生教材”的高标准。

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从一个读者的角度来看，一本优秀的专业书籍还必须具备对领域发展趋势的洞察力。我希望这本书不只停留在教科书式的经典内容，还能展望未来。例如，在“Interacting Electrons”方面，是否会涉及拓扑绝缘体中的电子行为，或者它们在极端条件（如高压、低温）下的新奇相变？在“Quantum Magnetism”部分，我期待看到对自旋电子学（Spintronics）潜在应用前景的讨论，即便只是作为启发性的附录。这些前沿话题的引入，能够激发年轻研究人员的好奇心，引导他们将所学知识投向尚未解决的科学问题。如果作者能够适当地引用最新的里程碑式论文，并对这些最新进展进行简要的评述，那么这本书的价值将远超一般参考书的范畴。

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其次，“Quantum Magnetism”这个副标题立刻吸引了我对磁性物理的注意力。磁性本身就是一个充满量子效应的迷人领域，从简单的朗之万畴到复杂的自旋液体，每一步都充满了深刻的物理洞察。我特别期待看到对各种磁性模型的深入剖析，比如海森堡模型（Heisenberg model）在不同维度和晶格结构下的行为。作者是否会探讨反铁磁性、铁磁性以及更复杂的螺旋磁序？更重要的是，我希望书中能涵盖当前研究热点，例如量子自旋液体（Quantum Spin Liquids）——一个挑战传统对称性破缺理论的领域。如何利用张量网络状态来描述这些高度纠缠的态，会是一个非常精彩的章节。此外，对拓扑磁性（如斯格明子，Skyrmions）的讨论，如果能结合实验观测数据进行分析，将极大地增强本书的实践意义和可读性。

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不是很容易follow，不过做量子磁性的都得参考这本书，方法上很全

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启蒙读物...

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Great book, insightful! 搭配Fradkin和Altland&Simons的书读效果更好。

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Great book, insightful! 搭配Fradkin和Altland&Simons的书读效果更好。

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主题鲜明，每个章节讲解都很清晰不累赘