Statistical Mechanics of Disordered Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:Cambridge Univ Pr

作者:Bovier, Anton

出品人:

页数:324

译者:

出版时间:2006-6

价格:$ 138.99

装帧:HRD

isbn号码:9780521849913

丛书系列:Cambridge Series in Statistical and Probabilistic Mathematics

图书标签:

• Statistical Mechanics
• Disordered Systems
• Condensed Matter Physics
• Phase Transitions
• Spin Glasses
• Randomness
• Non-Equilibrium
• Complexity
• Theoretical Physics
• Statistical Physics

好的，这是一份关于一本假设的、与“Statistical Mechanics of Disordered Systems”主题无关的图书的详细简介。为了确保内容丰富且自然，我们将聚焦于一个完全不同的物理学领域——经典场论与宇宙学的前沿课题。 --- 书籍名称：《时空几何与早期宇宙的拓扑相变》 作者： [虚构作者姓名，例如：张伟, 李明] 出版社： [虚构出版社名称，例如：前沿物理学出版社] 简介： 本书深入探讨了在极端能量尺度下，时空几何结构如何受到量子涨落和拓扑缺陷的深刻影响，特别关注宇宙早期，即暴胀时代和再加热阶段所发生的关键相变。我们摒弃了对静态或平衡系统的传统处理方式，转而聚焦于远离热力学平衡的、高度非线性的动力学过程，这些过程决定了我们今天观测到的宇宙学背景辐射和大规模结构的形成机制。 全书的核心论点在于：早期宇宙并非一个平滑、均匀的背景，而是在普朗克尺度上充满了由规范场和引力耦合产生的复杂拓扑结构——包括宇宙弦、领域壁和磁单极子等——这些结构在宇宙膨胀和冷却的过程中经历了复杂的动力学演化和相变。理解这些相变（例如，对称性的自发破缺、手征对称性的恢复等）的精确临界行为，是连接高能物理模型与可观测宇宙学的关键桥梁。 全书分为六个主要部分，层层递进，旨在为读者构建一个全面且深入的理解框架： --- 第一部分：背景理论与基础工具集（The Foundational Toolkit） 本部分首先回顾了研究早期宇宙所必需的数学和物理基础。这不仅包括广义相对论中对黎曼几何的重新审视，更重要的是引入了有效场论（EFT）在宇宙学背景下的应用。我们将详细讨论如何构建描述暴胀势能的有效拉格朗日量，并着重分析在指数膨胀背景下，有效理论的紫外截止如何影响观测尺度上的物理现象。 此外，我们将引入非平衡态场论的工具箱，尤其是Keldysh形式的路径积分方法。这对于处理暴胀后粒子产生（Reheating）过程中，系统如何从量子真空态演化到热平衡态至关重要。本书强调，传统的热力学方法在此阶段失效，必须依赖于对涨落动力学的精确描述。 第二部分：暴胀场论与拓扑缺陷的生成（Inflationary Dynamics and Defect Formation） 暴胀理论是理解宇宙平坦性和均匀性的基石。本部分深入研究了各种暴胀模型，从最简单的标量场（Inflaton）模型到更为复杂的双场模型和超引力模型。我们将详细推导并分析慢滚近似（Slow-Roll Approximation）的失效边界，以及在势能拐点处，量子涨落如何转化为宇宙微波背景（CMB）中的温度和极化各向异性。 关键的章节集中在拓扑缺陷的形成。我们利用 Kibble-Zurek 机制（KZ 机制）的原理，来预测在宇宙相变过程中，拓扑缺陷（如宇宙弦或畴壁）的密度和尺度分布。本书采用拓扑规范理论的视角，分析了不同类型的对称性破缺（例如，$Z_2$ 或 $U(1)$ 破缺）如何导致不同拓扑缺陷的生成，并量化了这些缺陷在膨胀宇宙中被稀释的速率。 第三部分：拓扑缺陷的动力学演化与辐射（Dynamics of Defects and Gravitational Wave Signatures） 一旦形成，拓扑缺陷并非静止不动，它们会发生收缩、振荡和湮灭，释放出巨大的能量。本部分专注于这些动力学过程的数值模拟和解析近似。 我们详细分析了宇宙弦的运动方程，特别是其在背景曲率下的演化，以及它们产生背景重力波的频谱。与点源辐射不同，弦的辐射是一个持续的、非高斯的过程。本书将计算不同弦模型（如Nambu-Goto弦、畴壁）对未来重力波探测（如LISA和PTA实验）可能产生的影响，并探讨如何利用观测到的重力波信号来限制高能物理中的新物理尺度。 第四部分：非微扰效应与量子引力衔接（Non-Perturbative Effects and Quantum Gravity Interfaces） 早期宇宙的某些关键事件，例如引力子在极高能下的行为，无法用微扰理论描述。本部分转向非微扰场论，特别是利用 AdS/CFT 对偶的洞见来理解宇宙的量子特性。 我们将探讨真空相变的非微扰性质，特别是当暴胀场的有效势能展现出陷阱结构时，隧穿效应如何导致宇宙从一个虚假真空态跃迁到更低能态——即“真空衰变”的动力学。书中将详细分析欧几里得隧道的计算方法，以及这种衰变如何引发宇宙的“最终命运”——如果衰变发生在我们的可见宇宙边界之外，它将如何通过气泡核化和碰撞影响我们的局部宇宙学。 第五部分：再加热与粒子产生（Reheating and Particle Production） 暴胀结束后，势能的快速势能塌缩驱动了宇宙的再加热过程，将势能转化为物质和辐射。本部分是连接暴胀场论与标准模型粒子物理的关键环节。 我们聚焦于参数共振（Parametric Resonance）和简并参数共振（Non-Resonant Transfer）机制。本书详细分析了暴胀子与规范玻色子（如胶子或光子）以及费米子耦合的再加热效率。特别地，我们将考察手性异常在再加热过程中对手性粒子产生的影响，这可能解释宇宙中物质-反物质不对称性的起源（重子发生）。书中提供了计算再加热温度$T_{RH}$的精确公式，并讨论了$T_{RH}$如何受到早期宇宙中存在的非线性耗散效应的调制。 第六部分：后暴胀时代的拓扑重构（Topological Restructuring Post-Inflation） 在再加热之后，宇宙进入了标准的热大爆炸阶段，但此时宇宙中残留的拓扑缺陷（如畴壁或畴域）仍可能对物质分布产生宏观影响。本部分讨论了畴壁动力学在宇宙演化后期的角色。 我们将分析畴壁的收缩如何导致宇宙网的形成，以及这些结构在引力作用下的演化如何影响星系形成的时间尺度。最后，本书提出了一个开放性问题：如果早期宇宙存在未被完全破坏的拓扑缺陷，它们是否有可能在星系团或黑洞的形成过程中，作为“拓扑遗迹”被我们今天的观测所捕获？ --- 目标读者： 本书面向高年级本科生、研究生以及从事理论物理、宇宙学和高能物理研究的科研人员。读者需要具备广义相对论、量子场论和统计力学的基础知识。本书旨在提供一个严谨且前沿的框架，用于理解宇宙最原始状态下的时空几何与物质场是如何协同演化的。

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