Theory of Copper Oxide Superconductors pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Kamimura, Hiroshi/ Ushio, Hideki/ Matsuno, Shunichi/ Hamada, Tsuyoshi

出品人:

页数:214

译者:

出版时间:

价格:119

装帧:HRD

isbn号码:9783540251897

丛书系列:

图书标签:

• 超导
• 铜氧化物
• 凝聚态物理
• 材料科学
• 理论物理
• 强关联系统
• 高温超导
• 电子结构
• 量子材料
• 固体物理

好的，这里是一份关于一本假定图书的详细简介，其内容与“Theory of Copper Oxide Superconductors”无关，重点突出其自身的深度和广度。 --- 磁场中的量子纠缠：高能物理与信息编码的前沿探索 作者： 维克多·R. 阿尔伯特 (Victor R. Albert) 出版社： 普罗米修斯学术出版社 (Prometheus Academic Press) 页数： 780 页 定价： $129.99 ISBN： 978-1-94588-221-0 内容简介 《磁场中的量子纠缠：高能物理与信息编码的前沿探索》是一部跨越基础物理学与尖端信息科学的里程碑式著作。本书旨在系统性地梳理并深入探讨磁场在调控量子系统行为中的核心作用，尤其聚焦于该现象在信息理论和量子计算领域中的前沿应用。 本书并非对特定材料体系（如铜氧化物超导体）的理论构建，而是着眼于更宏观、更普适的物理原理——即磁场如何作为一种强大的、可控的外部参数，重塑物质的内在量子态，并进而影响其信息处理能力。作者以扎实的理论基础和丰富的案例分析，构建了一个从基本电磁学到复杂量子信息网络的无缝连接的知识体系。 全书结构严谨，逻辑清晰，分为四个相互关联且递进的部分。 第一部分：磁场作为量子调控器的基础原理 本部分奠定了全书的理论基石。它首先回顾了经典电磁场理论（麦克斯韦方程组）在微观尺度下的局限性，并迅速过渡到量子电动力学（QED）的基本框架。重点在于理解洛伦兹力如何转化为对电子波函数的影响，特别是朗道能级的形成过程。 作者详细阐述了磁场对材料电子结构的影响，包括： 1. 朗道能级与量子霍尔效应的几何拓扑基础： 深入分析了二维电子气（2DEG）在强磁场下能级的精确量化，并引入了贝里相位（Berry Phase）的概念，将其视为描述拓扑性质的关键量。 2. 自旋-轨道耦合（SOC）与磁场相互作用： 讨论了在存在强自旋-轨道耦合的体系中，外部磁场如何通过改变电子有效质量和动量依赖性来调制能带结构，这对于设计自旋电子器件至关重要。 3. 磁子（Magnons）动力学： 详细分析了磁性材料中的宏观磁激发——磁子——在外部磁场下的行为。通过基于平均场理论和自旋波理论的推导，展示了磁场如何控制磁有序-无序转变的临界温度和磁畴壁的运动特性。 第二部分：从相变到拓扑绝缘体的磁场诱导物理 在建立了基础理论之后，第二部分将视角转向宏观物理现象，重点探讨磁场如何驱动材料进入全新的量子相态。 这一部分的核心贡献在于系统性地分析了磁场诱导的相变。作者超越了传统的铁磁性/抗铁磁性转变，深入探讨了更复杂的阶梯式转变和非厄米物理现象： 莫特绝缘体与磁场： 探讨了在外磁场作用下，原本被电子关联效应（如莫特效应）限制的电子如何被“解冻”并跃迁至导带，导致绝缘体到金属的转变。 拓扑磁绝缘体（Magnetic Topological Insulators, MTI）： 详细剖析了在无序或有序磁性中，时间反演对称性（Time-Reversal Symmetry, TRS）被破坏后，材料表面和体态的保护机制。作者提供了从第一性原理计算到实验观测的完整分析路径，特别是对磁化强度阈值与拓扑平坦能带出现条件的精确预测。 非厄米物理与磁场： 这是一个高度前沿的交叉领域。书中探讨了在周期性或非周期性磁场驱动下，系统哈密顿量变得非厄米时，所出现的反直觉的边界态（如拓扑非正交点）及其在信号放大和单向传输中的潜力。 第三部分：量子信息编码与磁场调控 本书的第三部分是连接基础物理与信息科学的关键桥梁。作者阐述了如何利用磁场精确地编码和操控量子信息载体。 重点内容包括： 1. 量子比特的设计与退相干抑制： 分析了基于电子自旋（如量子点或氮空位中心）和核自旋的量子比特的构建。重点是使用动态解耦（Dynamical Decoupling）序列，并结合外部射频磁场脉冲，来有效抑制环境噪声导致的退相干过程。书中提供了针对不同噪声模型的优化脉冲序列的详细数学推导。 2. 磁场梯度与量子态传输： 讨论了如何利用精心设计的磁场梯度作为“量子轨道”，实现无损的量子态（如单比特或双比特纠缠态）的远距离传输。这涉及到对磁场梯度作为几何约束势的研究，以及如何利用 Adiabatic 演化来保持量子态的保真度。 3. 磁共振成像（MRI）的量子极限： 从基础物理角度审视了MRI技术，并探讨了如何利用量子增强技术（Quantum Enhanced Sensing）——通过磁场耦合的固态系统——来突破传统MRI的信噪比限制，实现对生物分子尺度结构的无创检测。 第四部分：磁场在量子计算硬件中的工程应用 最后一部分着眼于将前述理论转化为可操作的硬件系统。它侧重于工程挑战与解决方案，而非仅仅是理论模型。 超导量子计算的磁通量管理： 虽然本书核心不涉及铜氧化物，但它深入探讨了基于约瑟夫森结的超导量子比特（Transmons, Flux Qubits）在磁场环境下的运作机制。重点是超导环路中磁通量子数的精确控制，以及如何设计屏蔽结构来消除外部杂散磁场对量子门操作的干扰。 磁性拓扑量子比特的探索： 基于第二部分对拓扑磁绝缘体的讨论，本章探讨了利用马约拉纳费米子（Majorana Fermions）作为拓扑量子比特的可能性。作者详细分析了如何通过调控材料界面处的磁性势垒，来诱导出具有非阿贝尔统计特性的准粒子，这是抵抗局部噪声的关键。 可扩展性的挑战与解决方案： 探讨了在集成化量子芯片中，如何大规模、高精度地产生和维持数百万个微米级乃至纳米级的局部磁场，以实现并行化的量子操作。内容涉及微纳磁体阵列、自旋电子振荡器以及新型低温磁性材料的集成技术。 总结与读者对象 《磁场中的量子纠缠》是为高年级本科生、研究生以及在凝聚态物理、量子信息、应用数学和电子工程领域工作的研究人员和工程师量身定制的深度参考书。它要求读者具备扎实的量子力学和电磁学基础。本书的价值在于它提供了一个统一的视角，揭示了磁场这一基本物理量在驱动复杂量子现象和构建下一代信息技术中所扮演的不可或缺的角色。书中包含大量的原生成图、详细的数学推导以及对前沿研究论文的批判性综述。

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