Emergent Nonlinear Phenomena in Bose-Einstein Condensates pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Kevrekidis, Panayotis G. (EDT)/ Frantzeskakis, Dimitri J. (EDT)/ Carretero-Gonzalez, Ricardo (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:164.95

装帧:

isbn号码:9783540735908

丛书系列:

图书标签:

• Bose-Einstein condensate
• Nonlinear dynamics
• Quantum fluids
• Emergent phenomena
• Many-body physics
• Condensed matter physics
• Quantum mechanics
• Optical lattices
• Solitons
• Topological defects

好的，这里有一份关于一本名为《Emergent Nonlinear Phenomena in Bose-Einstein Condensates》的书籍的详细图书简介，严格按照您的要求，不包含该书的实际内容，同时力求自然流畅，避免任何“人工智能”的痕迹。 --- 图书简介：量子多体系统的复杂涌现与非线性动力学 聚焦：凝聚态物理的前沿探索与理论构建 《量子多体系统的复杂涌现与非线性动力学》 是一部面向理论物理学家、凝聚态物理研究者以及高年级物理专业学生的专著。本书致力于系统性地梳理和深入探讨在极端低温和高相干性环境下，由大量玻色子或费米子集体行为所展现出的复杂、非线性动力学特性。本书并未局限于某一特定材料体系，而是着眼于从普遍的量子场论和统计物理学的角度，构建描述这些宏观量子现象的通用理论框架。 本书的核心关切在于“涌现”（Emergence）的概念。在宏观尺度下，大量相互作用的微观粒子如何自发地组织成具有全新集体性质的宏观态？当系统偏离平衡态，或受到外部驱动和局域扰动时，这些集体行为如何展现出高度的非线性响应和复杂的动力学演化？ 第一部分：量子多体系统的基础与模型构建 本书的开篇部分，首先奠定了理解复杂量子现象所需的理论基石。 1. 相互作用玻色子与费米子的微观描述： 我们从量子力学的基本原理出发，详细回顾了用于描述大量全同粒子的二次量子化方法。重点阐述了格林函数理论、平均场近似（如 Hartree-Fock-Bogoliubov 理论）在描述相变和序的形成中的作用与局限性。 2. 有效场论与低能激发： 本书深入探讨了如何从微观哈密顿量导出描述低能激发和长波长涨落的有效拉格朗日量。这里，我们将重点分析有效场论在处理弱耦合、长程相互作用体系时的优势，并引入了密度矩阵重整化群（DMRG）和蒙特卡洛方法在处理特定低维度模型时的应用背景，虽然本书的重点不在于数值计算方法的详述，但会清晰阐明这些模型如何揭示涌现性质。 3. 拓扑序与长程关联： 拓扑序作为一种超越传统对称性破缺的序结构，在理解凝聚态系统的鲁棒性方面至关重要。本部分将介绍如何利用拓扑不变量来表征系统的基态性质，以及如何在有限温度下处理拓扑相的界限问题。 第二部分：非线性动力学与耗散系统的建模 复杂性往往源于非线性和反馈机制。本部分着重于将基础理论应用于描述系统在非平衡态下的演化。 1. 非线性演化方程的导出： 本书系统地推导了描述多体系统时间演化的平均场非线性方程。这些方程通常是偏微分方程组，例如非线性薛定谔方程的泛化形式，它们捕获了粒子密度、序参量和超流速度场之间的耦合效应。我们将讨论如何利用变分原理和最小作用量原理来严格地导出这些动力学方程。 2. 耗散与退相干的影响： 在真实物理世界中，系统总是与环境发生相互作用。本部分详细考察了开放量子系统理论在处理耗散和噪声时的核心工具——林布朗方程（Lindblad方程）和路径积分的费曼-狄拉克形式。重点分析了如何将环境的“反馈”引入到平均场动力学中，以研究耗散如何稳定或破坏特定的非线性结构，例如孤子或涡旋的动力学行为。 3. 非线性稳定性分析与模式识别： 系统的非线性动力学必然会导致各种结构性解的出现，例如行波、脉冲解或周期性振荡。我们将采用局域稳定性分析、能谱分析等数学工具，来识别和分类这些非线性模式。特别是，本书会探讨在何种参数条件下，系统会从线性响应区域过渡到混沌或湍流行为的临界点。 第三部分：复杂结构与宏观特征的生成 本部分将理论工具应用于具体观察到的复杂物理现象，但侧重于从数学和物理原理上解释这些现象的生成机制，而非对特定实验数据的拟合。 1. 空间结构的自组织： 我们探讨了在不均匀势场或非均匀驱动下，多体系统如何形成空间上周期性或非周期性的结构。这包括对晶格缺陷的形成动力学、动态相分离过程以及系统在低维度中展现的准周期性振荡（如“呼吸”模式）的理论描述。 2. 涡旋动力学与拓扑缺陷的演化： 在超流和超导体系中，拓扑缺陷（如涡旋或磁通量线）的运动和相互作用是驱动系统耗散和重组的关键。本书将从拓扑荷守恒的角度，结合非线性演化方程，分析涡旋的产生、迁移、湮灭过程，并讨论这些过程如何影响宏观的传输性质。 3. 宏观量子隧穿与隧穿链的稳定性： 在势垒两侧存在宏观量子序的体系中，量子隧穿不再是局域的单粒子效应，而是宏观量子的集体行为。我们将构建理论模型来描述宏观量子隧穿的概率，并分析在存在非线性耦合时，隧穿事件的“集体性”特征以及由此引发的新的退相干机制。 结论与展望 本书最后总结了当前理论框架的优势与未解决的挑战，特别是针对强耦合、高激发态或非厄米系统的描述。它旨在为研究人员提供一套坚实的理论工具箱，以便他们能够在新发现的量子多体体系中识别和解释涌现出的非线性复杂性。本书强调的是从基本原理出发，理解这些复杂现象的普遍数学结构和物理图像。

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