量子多体理论与运动模式动力学

内容简介

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《量子多体理论与运动模式动力学》**篇“简明量子多体理论”，系统介绍了量子多体问题研究中常用的高等量子论的基本理论和量子多体理论的基本理论方法，包括量子力学的理论结构，量子力学与经典力学的对应关系，对称性理论和守恒定律，量子多体理论中的平均场理论及其扩充和应用，密度矩阵和格林函数等非微扰理论方法，处理碰撞、散射和反应问题的理论方法，相对论性量子力学，量子力学的积分形式与路径积分，量子力学中的几何相位等。第二篇“量子运动模式动力学”，系统介绍了作者对量子世界和量子系统基本运动模式的观点和研究成果，以及基于这一观点建立的三种量子运动模式的动力学：关联动力学、代数动力学和耦合动力学。《量子多体理论与运动模式动力学》的宗旨之一是促进对物理学基本问题感兴趣的读者对量子论基础的研究。为此，作者提出了一系列关于量子论基本问题的观点，以引发人们的讨论与研究。

《量子多体理论与运动模式动力学》强调对物理概念和原理阐述的深刻性和数学表述的简洁性，在内容和深度上适合于物理学博士研究生和高年级硕士研究生，尽可能为物理学研究生阅读专业文献和从事物理学理论研究提供必要的高等量子论和量子多体理论基础，力图在量子论学习和微观物理学研究之间架设一座桥梁。《量子多体理论与运动模式动力学》**部分的内容兼顾理论物理、粒子物理与核物理、凝聚态物理和量子光学等专业研究生的需要，也可供从事物理学研究的科技人员参考。第二部分可供理论物理和量子多体理论专家、研究人员和年轻学者参考、研究和应用。

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目录

前言《高等量子论与量子多体理论》前言**篇 简明量子多体理论第1章 量子力学的理论结构1.1 量子动力学理论的结构1.1.1 运动学与动力学1.1.2 观测理论1.1.3 自由度:运动学自由度与动力学自由度1.1.4 表象理论1.2 量子力学几种形式及其与经典力学几种形式的对应1.2.1 heisenberg-dirac形式与poisson-hamilton形式的对应1.2.2 schroedinger形式与hamilton-jacobi形式的对应1.2.3 feynman形式与lagrangian形式的对应1.2.4 nelson的随机形式与newton力学langevin形式的对应1.3 量子力学的主要应用1.4 量子力学的近期发展参考文献第2章 对称性理论与守恒定律2.1 物理系统的对称性与守恒定律2.1.1 对称性2.1.2 对称性的分类2.1.3 对称性的表述2.1.4 对称性的后果2.1.5 简并子空间的量子态按对称群不可约表示分类2.2 空间各向同性和系统的转动对称性——角动量守恒——角动量理论精要2.2.1 空间各向同性与系统的转动不变性2.2.2 转动群的不可约表示,两个角动量的耦合与c-g系数2.2.3 转动群元*(ω)的矩阵表示:d-函数2.2.4 不可约张量算符,wigner-eckart定理与选择定则2.3 时空平移对称性和反射对称性2.3.1 时间平移不变性与能量守恒2.3.2 空间平移不变性与动量守恒2.3.3 空间反射不变性与宇称守恒2.3.4 时间反演不变性2.4 全同粒子系统的置换对称性与统计性守恒2.4.1 全同粒子2.4.2 置换对称性2.4.3 置换群2.4.4 分数统计2.5 量子系统hamilton量的动力学对称性2.5.1 动力学对称性的定义2.5.2 具有动力学对称性的系统的性质2.5.3 例子2.6 对称性与群论2.6.1 对称性用对称群描述2.6.2 连续的对称变换导致李群——连续可微群2.6.3 不连续的对称变换导致离散群2.6.4 空间群2.7 量子系统的对称性和量子对称运动模式参考文献第3章 量子多体理论(ⅰ):平均场理论3.1 量子力学多体问题3.1.1 量子多体系统与量子多体问题3.1.2 量子多体理论:微观理论和等效理论3.1.3 微扰理论和非微扰理论3.2 平均场理论:*简单的非微扰理论和处理多体问题的出发点3.2.1 平均场理论的基本思想3.2.2 平均场近似:时间有关的hartree-fock理论(tdhf)与hartree-fock理论(hf)3.2.3 玻色子系统的平均场理论3.2.4 平均场理论的意义3.3 原子的平均场理论:原子的壳层结构3.3.1 原子中电子的运动,类氢原子和电子-电子coulomb相互作用修正3.3.2 原子的平均场理论3.3.3 原子平均场理论的改进,能量密度泛函理论3.4 原子核的平均场理论:原子核的壳层结构3.4.1 原子核中核子的独立粒子运动与幻数的存在3.4.2 原子核的平均场理论:tdht和hf近似3.4.3 原子核平均场理论的唯象形式——壳层模型3.4.4 原子核的相对论性平均场理论3.5 晶体的平均场理论:固体的能带结构3.5.1 固体的量子力学多体问题3.5.2 电子运动与原子核运动的分离:born-oppenheimer绝热近似3.5.3 巡游电子运动方程的平均场近似:能带结构3.5.4 固体平均场理论的改进3.6 平均场理论的改进:密度泛函理论与局域密度近似3.6.1 量子多体系统基态的性质:能量*低、能量泛函对波函数变分极小3.6.2 hohenberg-kohn定理3.6.3 kohn-sham方程3.6.4 exc[ρ]的局域密度近似3.6.5 car-parrinello的从头算分子动力学3.6.6 时间有关的kohn-sham方程3.7 散射与反应问题的平均场理论:光学模型3.7.1 原子碰撞和原子核碰撞问题3.7.2 光学模型参考文献第4章 量子多体理论(ⅱ):剩余相互作用与二次量子化表象4.1 多粒子系统量子态用单粒子态描述4.1.1 多粒子系统中的单粒子状态:剩余相互作用与单粒子态量子跃迁4.1.2 单粒子量子态跃迁与单粒子量子态产生、消灭算符4.2 二次量子化表象4.2.1 二次量子化表象的基本精神4.2.2 bose系统4.2.3 费米子系统4.2.4 量子多体系统二次量子化表象的场论形式4.3 原子核和原子的组态混合模型4.4 固体物理中的几个模型4.4.1 固体的磁性与heisenberg模型4.4.2 电子窄带关联与hubbard模型:金属-绝缘相变4.4.3 杂质磁性与anderson模型4.4.4 金属的超导电性与bardeen-cooper-schrieffer模型参考文献第5章 量子多体理论(ⅲ)-超越平均场近似的非微扰理论:密度矩阵理论和green函数理论5.1 纯态与混合态、多体系统的关联等级描述5.1.1 纯态与混合态5.1.2 多体系统的关联等级理论5.2 密度矩阵理论:多体关联密度矩阵动力学5.2.1 密度矩阵与von neumann方程5.2.2 约化密度矩阵与多体关联密度矩阵动力学5.2.3 两类不同自由度的约化密度矩阵5.3 green函数理论:多体关联green函数动力学5.3.1 一个粒子系统的green函数5.3.2 多粒子系统的green函数5.3.3 green函数的运动方程:多体关联green动力学5.3.4 多体系统基态的单粒子green函数的lehmann谱分解5.3.5 多体关联green函数动力学的二次量子化表象形式5.4 量子统计力学初步5.4.1 非平衡态统计力学5.4.2 平衡态统计力学参考文献第6章 碰撞、散射和反应的量子多体理论:光学模型、直接反应和散射矩阵6.1 碰撞、散射和反应问题6.1.1 结合态本征值问题与非结合态碰撞问题:结构问题与碰撞问题6.1.2 势场散射与光学模型6.1.3 反应过程及其特点6.1.4 处理碰撞问题的任务6.2 直接反应和lippmann-schwinger方程6.2.1 碰撞问题的描述:反应道-内部运动与相对运动的联合描述6.2.2 lippmann-schwinger方程6.2.3 跃迁振幅6.2.4 直接反应过程的跃迁振幅6.3 光学模型和势场散射6.3.1 光学模型6.3.2 微观光学势与唯象光学势6.3.3 粒子在光学势场中的散射与吸收6.4 散射矩阵6.4.1 量子力学处理问题的三种绘景6.4.2 相互作用绘景中状态随时间的演化和时间演化算符6.4.3 时间演化的算符的微扰论展开与散射矩阵参考文献第7章 相对论性量子力学7.1 微观粒子的相对论性动力学7.1.1 非相对论性量子力学的特点7.1.2 相对论性量子力学的特点7.2 klein-gordon方程7.2.1 schroedinger方程的建立7.2.2 相对论性量子力学方程——klein-gordon的建立7.3 自由粒子的dirac方程7.3.1 线性化7.3.2 αi,β的表示7.3.3 lorentz协变性7.3.4 从角动量守恒导出dirac粒子的内禀自旋为1/27.3.5 中微子的运动方程7.3.6 dirac方程的自由平面波解7.4 电磁场中的dirac方程7.4.1 电磁场中电子的dirac方程7.4.2 非相对论极限与电子磁矩7.4.3 中心力场下的非相对论极限:自旋轨道耦合力7.4.4 中心力场中电子运动的守恒量7.4.5 (*;*2;jz)的共同本征态7.4.6 径向方程7.4.7 氢原子光谱的精细结构7.4.8 电子与电磁场相互作用系统的lagrange7.5 量子场论初步:量子电动力学、量子强子动力学与walecka模型7.5.1 量子电动力学初步7.5.2 量子强子动力学初步参考文献第8章 量子力学的积分形式与路径积分8.1 量子力学的路径积分形式8.1.1 从schroedinger微分形式到feynman路径积分形式8.1.2 从feynman形式到schroedinger形式8.1.3 相空间的路径积分形式8.1.4 feynman的路径积分形式的意义8.2 量子场论的路径积分方法8.3 统计物理中的路径积分参考文献第9章 量子力学中的几何相位9.1 引言9.2 ab效应、as效应与磁通量子化9.2.1 ab效应9.2.2 as效应9.2.3 磁通量子化9.3 berry相位9.3.1 含时hamilton量的瞬时本征值问题9.3.2 含时量子系统的时间演化9.3.3 绝热近似9.3.4 绝热berry相位9.3.5 自旋为1/2的粒子在转动磁场中的运动9.3.6 非绝热berry相位9.3.7 非绝热非周期性几何相位——pancharatnam几何相位9.3.8 几何相位的量子经典对应——hannay角9.4 物理空间的几何效应与规范场9.4.1 物理空间9.4.2 诱导规范场9.4.3 hilbert空间的参数空间的弯曲及其几何效应的描述9.4.4 经验与教训参考文献第10章 量子力学前沿问题10.1 量子hall效应10.2 bose-einstein凝聚10.3 josephson效应10.4 van der waals力与casimir效应10.5 bell定理与实验验证10.6 量子态纠缠与退相干10.7 拓扑量子力学10.8 量子信息与量子通信10.9 量子编码与量子计算参考文献第11章 量子力学问题的分类11.1 按照系统的动力学性质的分类11.2 按照认识论路线的分类11.3 按照系统的量子运动方程的可积性和运动的规则性的分类11.4 按照系统的非线性度的分类11.5 按照系统的hamilton量的时间依赖性的分类11.6 按照系统的来源的分类11.7 按照系统与环境的关系的分类11.8 按照量子运动模式的分类第二篇 量子运动模式动力学第12章 量子世界与量子运动模式12.1 量子世界的基本要素12.2 量子系统的基本属性和运动模式12.3 量子运动模式的动力学参考文献第13章 量子关联运动模式和关联动力学13.1 引言13.2 原子核的基本运动形态与多体关联运动模式13.2.1 原子核结构与核反应中的关联运动模式13.2.2 原子核多体关联理论的发展过程13.3 量子多体理论中的关联动力学13.3.1 多体关联密度矩阵动力学13.3.2 多体关联green函数动力学13.4 量子场论中的关联动力学13.4.1 非规范场的关联动力学13.4.2 su(n)规范理论的约束关联动力学13.4.3 qed的约束关联动力学13.5 多体关联动力学的应用13.5.1 原子核多体关联动力学成为重离子核反应giessen模型的微观理论基础13.5.2 强子物质输运方程解释了高能核-核碰撞中π介子产生的双温能谱和π介子发射的偏向性13.5.3 二体关联动力学解释了热原子核巨共振衰变宽度的温度无关性13.5.4 二体关联动力学解释了原子核小振幅运动衰变宽度和重离子碰撞中质量扩散13.5.5 二体关联动力学对重离子碰撞中碎裂现象的描述13.5.6 在凝聚态物理和介观物理方面的应用13.5.7 关联动力学在其他方面的应用13.6 结论和展望13.6.1 原子核和量子多体关联动力学的特征13.6.2 展望13.7 致谢参考文献第14章 量子对称运动模式和代数动力学14.1 人造量子系统与非自治量子系统14.1.1 人造量子系统14.1.2 非自治系统14.1.3 代数动力学的起因14.2 量子对称运动模式与代数动力学14.2.1 动力学的诸要素14.2.2 代数动力学及其内涵14.3 代数动力学的应用:人造量子系统的理论研究14.3.1 可积系统与规则运动14.3.2 不可积系统与量子无规运动14.3.3 量子统计力学系统的耗散与退相干问题14.3.4 量子信息系统的研究14.4 讨论与展望14.4.1 人造量子系统问题14.4.2 代数动力学方法与其他相关方法的比较14.4.3 展望14.5 非线性微分方程的代数动力学算法14.6 致谢参考文献第15章 系统-环境耦合运动模式与耦合动力学15.1 系统-环境耦合问题的重要性15.2 量子系统-环境耦合动力学的一般形式15.3 量子系统-环境耦合动力学的两个具体例子15.3.1 二能级原子(系统)与单模辐射场(环境)耦合15.3.2 耦合的双模腔光场系统:动力学代数结构15.4 量子系统-环境耦合动力学需要深入研究的问题参考文献附录 一般参考书和习题的建议附录一 一般参考书目附录二 关于**篇简明量子多体理论的习题的建议

封面

书名:量子多体理论与运动模式动力学

作者:王顺金

页数:365

定价:¥98.0

出版社:科学出版社

出版日期:2013-03-01

ISBN:9787030367563

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