The Theory of Superconductivity in the High-Tc Cuprate Superconductors pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Princeton University Press

作者:P. W. Anderson

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1997-08-04

价格:USD 80.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780691043654

丛书系列:

图书标签:

• 超导
• 物理
• 凝聚态物理
• 2010
• Superconductivity
• High-Tc Superconductors
• Cuprates
• Condensed Matter Physics
• Materials Science
• Solid State Physics
• Theoretical Physics
• Electronic Structure
• Phase Transitions
• Superfluidity

磁性、拓扑与新型量子物质的边界探索 本书深入探讨了凝聚态物理学中前沿且极具挑战性的领域：强关联电子系统的基础理论、新型拓扑量子材料的物理特性，以及在极端条件下探索磁性与超导性耦合的交叉科学问题。 重点关注的是那些在传统单电子或弱关联模型框架下无法完全解释的奇特量子现象。 全书结构围绕三大核心主题展开，旨在为研究人员和高阶学生提供一个全面、深入的理论视角和前沿实验联系。 --- 第一部分：强关联电子系统的有效场论与统计力学基础 (Effective Field Theories and Statistical Mechanics of Strongly Correlated Systems) 本部分从统计物理和量子场论的角度，为理解复杂多体系统的行为奠定坚实的理论基础。我们摒弃了对易于处理的理想模型（如自由电子气）的依赖，转而聚焦于如何利用有效哈密顿量来描述电子间强烈的库仑排斥和自旋动力学。 1.1 动量空间到实空间：晶格模型与范式转换 我们将首先回顾和深入分析Hubbard 模型、t-J 模型以及更具描述性的Kanamori 相互作用。不同于传统的平均场近似，本章重点讨论了如何通过重整化群 (Renormalization Group, RG) 方法在不同能尺度上进行有效模型的提取。特别是，我们详细考察了Luttinger 液体理论在低维系统中的应用及其如何预示了无序和维度对电子性质的深刻影响。 1.2 场论工具箱：非微扰方法的应用 强关联系统的核心挑战在于其非微扰性质。本章详细介绍了路径积分表述在模拟费米子系统中的困难与解决方案，包括Fermion Sign Problem的背景及其在特定维度或特定对称性下的回避策略。我们深入探讨了世界线蒙特卡洛 (Worldline Monte Carlo) 模拟方法，并讨论了如何利用随机时间演化 (Stochastic Time Evolution) 算法来逼近基态性质。此外，对手性玻色子理论 (Chiral Boson Theory) 在描述低能激发中的局限性和优势进行了批判性分析。 1.3 磁性-轨道耦合的复杂性 电子的自旋和轨道自由度之间的耦合在过渡金属氧化物中是决定性的。本节专门分析了Dzyaloshinskii-Moriya (DM) 相互作用如何诱导非共面磁结构，并讨论了如何利用Siegfried-Klein 变换来分离磁性和轨道自由度，从而构建出更简洁的有效磁性哈密顿量。重点分析了Kitaev 相互作用在蜂窝晶格上的严格解及其对非阿贝尔任意子 (Non-Abelian Anyons) 出现的潜在关联。 --- 第二部分：拓扑电子学：从材料分类到边界激发 (Topological Electronics: Classification and Boundary Excitations) 本部分从拓扑不变量的视角，系统地梳理了拓扑材料的理论框架，并特别关注了拓扑物态的边界和缺陷所展现出的独特物理现象。 2.1 拓扑绝缘体与拓扑超导体的 K 理论分类 我们从数学上严格地定义了拓扑绝缘体的拓扑不变量，重点介绍了基于K 理论的周期性分类（Bott 周期性），以及如何使用填充能带的拓扑指数来区分不同维度的拓扑相。本章详细阐述了在时间反演对称性破缺（如磁性拓扑绝缘体）和粒子-空穴对称性下（如拓扑超导体）的理论扩展。 2.2 拓扑量子计算的基石：马约拉纳费米子与任意子 重点讨论了马约拉纳费米子 (Majorana Fermions) 作为拓扑超导体的边界激发（或零能模式）的物理本质。我们利用电荷自由度和电荷中性的分离来解释其非阿贝尔统计特性。分析了如何通过超导/磁性异质结或自旋轨道耦合极强的半导体纳米线来实验上观测到这些模式，并讨论了利用它们进行拓扑量子计算的基本逻辑操作——任意子编织 (Anyon Braiding)。 2.3 拓扑材料中的表面/边缘态的输运性质 拓扑态的标志性特征是其保护良好的表面或边缘态。本章探讨了这些态的电导率和自旋霍尔效应。特别关注了Weyl 半金属中拓扑荷的输运响应，以及在磁性拓扑绝缘体的表面，自旋和动量锁定如何导致特殊的反常霍尔效应 (Anomalous Hall Effect)，并分析了非磁性杂质对这些表面态局域化的敏感性。 --- 第三部分：临界现象、量子相变与场诱导的奇异态 (Critical Phenomena, Quantum Phase Transitions, and Field-Induced Exotic States) 本部分将目光投向物质在极端条件（如高压、强磁场或量子临界点）下展现出的非寻常量子相变行为。 3.1 量子临界点 (QCP) 附近的行为 传统的经典临界现象由指数律描述，而量子临界点则由零温下的量子涨落驱动。我们分析了如何通过压力或掺杂驱动系统穿越 QCP，并讨论了Vojta 标度律在描述量子磁性材料中的应用。重点研究了 QCP 附近出现的“奇怪金属” (Strange Metal) 行为，特别是其线性温度依赖性的电阻率如何与量子临界涨落的自旋相关性相关联。 3.2 强磁场下的电子重构：Landau 液体与费米面不稳定性 在强外磁场下，电子的运动被限制在朗道能级中，导致费米面附近的态密度发生剧烈变化。本章详细考察了分数霍尔效应 (Fractional Quantum Hall Effect) 中电子的朗道-费米子描述，并将其与非费米液体 (Non-Fermi Liquid) 行为联系起来。我们探讨了在强磁场下，电子-电子相互作用如何导致电子晶格 (Wigner Crystal) 或其他磁性重构态的形成。 3.3 激发态谱的解析：自旋波与激子的非线性动力学 最后，本部分深入研究了超越平均场描述的集体激发。利用Tetragonic 玻色化方法，我们分析了低维磁体中的自旋波 (Magnons) 的非线性色散关系，并讨论了在非磁性绝缘体中，电子-空穴激子在光激发下的寿命和传输特性。重点关注了磁振耦合 (Magnon-Polarons) 现象，即光子与磁激发之间的强耦合如何改变材料的光学响应。 --- 本书致力于提供一个严谨且前瞻性的理论框架，以应对当前凝聚态物理学中复杂多体系统所带来的挑战，特别强调了拓扑、关联性和对称性破缺在塑造新奇量子物质中的核心作用。

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说实话，一本关于“高温铜氧化物超导理论”的书，对于非专业人士来说，听起来确实有点让人望而生畏。但“The Theory of Superconductivity in the High-Tc Cuprate Superconductors”这个书名，却带有一种莫名的吸引力。我一直在关注新能源和新材料的进展，而超导材料无疑是其中最令人兴奋的领域之一。我之前读过一些关于超导现象的科普文章，知道高温超导的发现是多么重大的突破。我猜这本书，可能不仅仅是枯燥的理论推导，或许还会穿插一些历史性的回顾，介绍一下这个领域是如何一步步发展起来的，有哪些关键的理论模型被提出，又有哪些被证伪。我尤其好奇，作者是如何解释铜氧化物这种看似普通的材料，为何能展现出如此不寻常的超导性质的。这本书会不会探讨一下，理论模型与实验观测之间的关系，以及有哪些实验证据支持或反对某种理论。我希望能从中获得一种对科学探索过程的深刻理解，而不仅仅是冰冷的理论知识。

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收到这本书，我的第一反应是，这绝对是一本值得深入研究的著作。我一直对凝聚态物理领域有着极大的兴趣，特别是超导现象，其背后蕴含的深刻物理原理，一直是我着迷的焦点。书名《The Theory of Superconductivity in the High-Tc Cuprate Superconductors》直指核心，我预感这本书将提供一个对高温铜氧化物超导机制的全面而权威的理论阐释。我脑海中浮现出各种可能的理论模型：它会聚焦于电子配对的起源吗？会不会详细讨论电子-电子强关联效应，例如 Hubbard 模型及其变种？书中会涉及哪些量子场论的工具？例如，对兆声子（magnon）或自旋涨落（spin fluctuation）在配对中的作用会有深入探讨吗？我期待这本书能够系统地梳理不同理论学派的观点，并对其优劣进行客观的评判。作为一名渴望在理论层面加深理解的研究者，我希望这本书不仅能提供理论框架，更能启发我思考尚未解决的问题，甚至指引未来的研究方向。

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初次拿到这本书，我就被它沉甸甸的质感和封面上深邃的蓝色吸引了。高居理论研究的“圣杯”之一，超导现象，尤其是在高温铜氧化物这个充满挑战的领域，本身就充满了神秘感和吸引力。我一直对基础物理学有着浓厚的兴趣，而超导性，特别是其背后的微观机制，更是长久以来困扰着理论物理学家的难题。这本书的书名直接点明了主题，简洁有力，仿佛一股研究的号角，激起了我探索其深层奥秘的强烈渴望。我猜测，这本书很可能深入剖析了导致铜氧化物超导性的关键物理过程，或许会涉及到复杂的电子关联效应，以及可能存在的电子配对机制。我期待它能为我揭示那些隐藏在宏观超导现象下的微观世界，让我理解为何这些材料在如此“高温”（相对传统超导体而言）下就能表现出零电阻的奇迹。这本书的出版，对我这样的业余物理爱好者而言，无疑是一次深入学习和拓宽视野的绝佳机会。我希望它能够用严谨的逻辑和清晰的语言，引导我一步步理解那些高深的理论概念，而不是简单地堆砌公式和数据。

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拿到这本书的时候，我正好在思考当前物理学研究的一些前沿问题。高温超导，尤其是铜氧化物超导，在我看来，是继量子力学和相对论之后，又一个可能彻底改变我们对物质世界理解的领域。这本书的书名，"The Theory of Superconductivity in the High-Tc Cuprate Superconductors"，瞬间抓住了我的注意力。我立刻联想到，这很可能是一本对该领域理论发展进行系统性梳理和深刻分析的力作。我脑海中闪过许多问题：这本书会从哪个理论框架出发？是基于BCS理论的推广，还是提出了全新的配对机制？是否会详细讨论电子-声子相互作用、电子-电子相互作用，或是磁性在超导中的作用？我对铜氧化物超导的理解还停留在一些基础概念层面，这本书是否能为我提供更深入的视角，让我理解其与传统超导体在理论上的根本差异？特别是“高Tc”（高温）这个定语，让我对其理论解释的难度有了心理预期，也更加期待作者是如何应对这些挑战的。我希望这本书的论述是连贯的，能够循序渐进地引导读者进入复杂的理论世界。

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这本书名《The Theory of Superconductivity in the High-Tc Cuprate Superconductors》，对于我这种一直关注着科学前沿动态的人来说，简直是福音。我一直在思考，为什么某些材料，特别是那些看起来结构并不那么“奇特”的铜氧化物，却能展现出如此惊人的超导特性。这完全颠覆了我对传统超导理论的认知。这本书，我猜它一定是深入探讨了高温超导性的内在机制。它会从电子的量子行为入手吗？会不会详细分析铜氧化物中的电子结构、晶格振动以及磁性之间的复杂相互作用？我非常想知道，那些导致零电阻的“幕后推手”到底是什么？是电子-电子的强关联效应，还是某种全新的配对机制？我期待这本书能用一种清晰且逻辑严谨的方式，将这些复杂的概念呈现出来，并且能够提供一些关于理论模型与实验观测之间联系的论述，让我明白理论是如何被检验和完善的。这本书的出现，无疑为我理解这个令人着迷的科学领域提供了一个宝贵的窗口。

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