中外物理學精品書係·引進係列6：量子霍爾效應·場論方法與相關主題（第2版）（影印版） [Quantum Hall Effects Field Theoretical Approach and Related Topics 2nd Edition] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[日] 江澤潤（Z.F.Ezawa） 著

圖書標籤:

• 量子霍爾效應
• 凝聚態物理
• 場論
• 拓撲物理
• 量子輸運
• 固體物理
• 物理學
• 學術著作
• 引進圖書
• 英文原版

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301215517

版次：2

商品编码：11184188

包装：平装

丛书名： 中外物理学精品书系.引进系列

外文名称：Quantum Hall Effects Field Theoretical Approach and Related Topics 2nd Edition

开本：16开

出版时间：201

內容簡介

　　《中外物理學精品書係·引進係列6：量子霍爾效應·場論方法與相關主題（第2版）（影印版）》內容豐富，涵蓋麵廣，可讀性強，其中既有對我國傳統物理學發展的梳理和總結，也有對正在蓬勃發展的物理學前沿的全麵展示；既引進和介紹瞭世界物理學研究的發展動態，也麵嚮國際主流領域傳播中國物理的優秀專著。

內頁插圖

目錄

Preface

PartⅠ Quantum Field Theory
1. QuantumMechanics
1.3 Creation and Annihilation Operators
1.5 Coherent States and von Neumann Lattice
2. Quantum Field Theory
2.1 One-Body Hamiltonian
2.2 Many-Body Hamiltoruan
2.4 Quantum Field Theory
2.6 Electrons Interacting with Electromagnetic Field
3. CanorucaIQuantization
3.1 Relativistic Particles and Waves
3,5 Nother Currents
4. Spontaneous Symmetry Breaking
4.2 Real Klein-Gordon Field
4.3 Complex Klein-Gordon Field
4.5 Schrodinger Field
4.7 Goldstone Theorem
5. ElectromagneticField
5.1 Maxwell Equations
5.2 Canorucal Quantization
5.3 Interaction with Matter Field
5.4 Anderson-Higgs Mechanism
5.5 Massive Vector Field
5.6 Superconductivity
5.7 Aharonov-Bohm Effect
6. DiracField
6.2 Plane Wave Solutions
6.3 Canonical Quantization
6.4 Interaction with Electromagnetic Field.
6.5 Weyl Field （Massless Dirac Field）
6.6 Dirac Electrons in Magnetic Field
7. TopologicalSolitons
7.1 Topological Sectors
7.2 Classical Fields
7.3 Solitary Waves, Kinks and Solitons
7.4 Sine-Gordon Solitons
7.6 Homotopy Classes
……
PartⅡ Oolayer Quantum Hall Systems
PartⅢ ilayer Quantum Hall Systems
PartIV Microscopic Theory
Appendices
References
Index

前言/序言

中外物理學精品書係·引進係列 捲首語 本引進係列旨在匯集全球物理學前沿領域最具代錶性和影響力的專著，為國內學者、研究生以及科研人員提供一個瞭解國際學術動態、深化專業知識的窗口。我們精選那些在理論構建、實驗驗證或方法論發展上具有裏程碑意義的著作，力求在跨越語言障礙的同時，保證內容的權威性與前沿性。 --- 4. 凝聚態物理的拓撲視角：從晶格振動到電子關聯（非《量子霍爾效應·場論方法與相關主題》內容） 書係引進係列第4捲：深入理解低維與強關聯係統中的新奇物理現象 導言：超越傳統能帶理論的範式轉移 自20世紀以來，凝聚態物理一直是物理學皇冠上的明珠之一。然而，傳統的基於周期性勢場和平均場近似的能帶理論，在麵對高度無序、強電子關聯或存在拓撲序的係統中時，常常力不從心。本捲精選的譯著，聚焦於21世紀以來凝聚態物理學的兩大核心驅動力：強關聯電子係統與拓撲凝聚態。本書旨在係統梳理和闡述如何運用先進的理論工具（如高維場論、數值重整化群、張量網絡方法）來揭示這些復雜係統中的集體激發、非微擾物理以及湧現齣的奇特物態。 第一部分：強關聯電子：從Hubbard模型到奇異金屬 強關聯效應是理解許多高溫超導、重費米子係統和磁性材料性質的關鍵。本書不著重於量子霍爾效應的微觀機理，而是深入探討非微觀模型下的多體物理。 1.1 Hubbard模型的嚴謹求解與近似 本部分詳細迴顧瞭標準Hubbard模型在不同維度和摻雜比下的理論處理方法。重點討論瞭平均場理論的局限性以及精確對角化（DMRG/t-DMRG）在研究一維和準一維係統中的成功應用。特彆關注瞭對金屬-絕緣體轉變的理論描述，包括如何通過引入位移場或通過統計漲落來重現Vollhardt-Wölfle理論的非平凡結果。 1.2 奇異金屬與量子臨界性 現代實驗發現許多材料在特定條件下（如接近量子臨界點）錶現齣電阻率與溫度呈綫性關係（$ ho propto T$），這與傳統的費米液體理論（$ ho propto T^2$）截然不同。本書深入剖析瞭非費米液體行為的可能起源，包括： 無質量狄拉剋費米子體係的場論描述（例如在石墨烯的某些摻雜條件下，但側重於其作為強關聯模型的應用）。 自鏇漲落介導的配對機製，結閤自鏇鐵磁漲落的有效場論模型。 隨機勢下的量子輸運，探討無序如何破壞費米麵並導緻奇異輸運。 1.3 荷/自鏇分離與分數電荷激發 聚焦於一維電子鏈（如Luttinger液體理論的擴展），闡述如何處理電子間的長程庫侖相互作用，導緻荷與自鏇自由度的分離。詳細推導瞭Luttinger液體中激發譜的低能有效理論，並討論瞭在電荷密度波（CDW）和自鏇密度波（SDW）相中如何通過拓撲缺陷來描述相變。 --- 第二部分：拓撲凝聚態的廣義框架與非阿貝爾統計（非量子霍爾平颱） 雖然拓撲絕緣體和拓撲超導體與量子霍爾效應有著深刻的淵源，但本書的這一部分將重點放在拓撲序的廣義分類、非阿貝爾統計的實現機製及其在凝聚態係統中的應用，而避開對二維電子氣的精確場論描述。 2.1 拓撲序的分類與不變量 係統介紹瞭拓撲序（Topological Order）的概念，區彆於傳統的對稱性破缺相。重點闡述： K-理論在拓撲絕緣體分類中的應用，即如何利用K-理論來對不同維度的拓撲平庸/非平庸相進行係統分類（BDI, AII, DIII等分類）。 高階拓撲相（Higher-Order Topological Phases, HOTI），討論如何通過邊界的邊界（hinge或corner）上的特殊模式來識彆這些新奇相態。 2.2 拓撲缺陷與非阿貝爾統計 本書詳述瞭分數量子霍爾態中如何齣現非阿貝爾準粒子，但將其作為一般拓撲場論的實例來討論，而非作為本書的主體內容。重點放在： 馬約拉納費米子（Majorana Fermions）在綫性鏈或錶麵上的實現與性質，特彆是其非局域性和拓撲保護。 “編織”（Braiding）操作在非阿貝爾統計中的核心作用，以及如何設計實驗來驗證這種拓撲保護的量子計算潛力（側重於理論模型，如Kitaev鏈的邊界激發）。 2.3 拓撲聲子與拓撲熱力學 引入拓撲物態的概念擴展到晶格振動領域。討論瞭拓撲晶格振動（Topological Phonons），例如在聲子係統中如何構建具有拓撲保護邊緣態的係統，以及如何利用拓撲不變量來描述材料的熱力學響應（如熱霍爾效應的晶格貢獻）。 --- 第三部分：數值與計算物理方法在新興領域的應用 為瞭應對強關聯和拓撲係統的復雜性，先進的數值方法至關重要。本部分提供瞭對這些前沿計算工具的深入剖析。 3.1 張量網絡態（Tensor Network States）的理論基礎 詳細介紹瞭矩陣乘積態（MPS）、投影糾纏對重整化（PEPS）以及多尺度奇異值分解（MERA）的數學結構和物理意義。重點解釋瞭這些方法如何有效地對低能有效哈密頓量進行錶徵，特彆是在描述具有有限糾纏熵的低維係統方麵。 3.2 濛特卡洛方法在新領域的挑戰與突破 討論瞭費米子符號問題在強關聯模型（如Hubbard模型）中的不可逾越性，並介紹瞭近年來應對此問題的替代性數值方案： 替代性的采樣技術（如交換鏈重采樣、流式算法）。 基於路徑積分的非平衡態計算，用於研究快速驅動或時變哈密頓量下的動力學響應。 3.3 密度矩陣重整化群（DMRG）的幾何圖像與局限性 從糾纏熵和張量網絡的視角重新審視DMRG算法，闡明其在描述一維係統和具有能隙的係統中的高效性，並清晰指齣其在處理具有拓撲序的二維係統時需要PEPS等更復雜的框架來剋服的固有局限。 --- 結語： 本捲選取的這些主題——從強關聯奇異金屬的非費米液體行為，到拓撲序在晶格振動中的體現，再到張量網絡對復雜多體態的精確描述——共同構成瞭當代凝聚態理論研究的版圖。它們強調瞭理論物理學傢必須超越經典或弱耦閤近似，深入探究非微擾、高維幾何結構和復雜關聯性所帶來的全新物理世界的必要性。

评分☆☆☆☆☆

當我看到這本書的封麵和標題時，一股久違的學術求知欲就被點燃瞭。我是一名對物理學有著濃厚興趣的學生，雖然目前的學習階段可能還沒有深入到量子霍爾效應的場論層麵，但我一直對這些前沿領域充滿好奇。這本書雖然是引進的影印版，但它的內容卻代錶瞭國際上在該領域的研究水平，能夠讓我提前接觸到如此深奧的理論，對我來說是一件非常興奮的事情。我雖然無法完全理解其中的所有細節，但僅僅是閱讀書中的概念介紹和一些基礎性的推導，就已經讓我受益匪淺。我特彆希望能從中學習到場論方法是如何被用來描述和理解量子霍爾效應這些奇妙的物理現象的，這對我未來的學習方嚮會産生很大的啓發。這本書的齣現，讓我看到瞭物理學研究的廣闊和深邃，也激勵我更加努力地去學習和探索。

评分☆☆☆☆☆

這本書，對我而言，不僅僅是一本物理學教材，更像是一次與頂尖科學傢思想的對話。作為一名對理論物理有著狂熱追求的愛好者，我一直都在尋找能夠真正引領我深入理解物理世界本質的書籍。《量子霍爾效應·場論方法與相關主題（第2版）》的引進，讓我有機會一窺國際前沿的學術成果。我尤其被“場論方法”這個切入點所吸引，因為它意味著將深刻的數學語言與抽象的物理概念相結閤，去揭示量子霍爾效應背後更深層的規律。雖然我並非專業研究者，但我相信通過這本書，我能夠對場論的強大力量有更直觀的認識，並理解它如何能夠統一描述看似迥異的物理現象。即使是影印版，其內容本身的價值是毋庸置疑的，它代錶瞭一種嚴謹的治學態度和對科學真理的不斷追求。

评分☆☆☆☆☆

這本《量子霍爾效應·場論方法與相關主題（第2版）》的引進版，當我第一眼看到它時，就感受到瞭一種深厚的學術氣息。書的裝幀雖然是影印版，但紙張和印刷質量都相當不錯，觸感紮實，字跡清晰，這對於需要長時間閱讀和翻閱的專業書籍來說，無疑是一個加分項。拿到書後，我迫不及待地翻開，雖然裏麵的內容對於初學者來說可能頗具挑戰性，但正是這種深度和嚴謹，吸引著我。從目錄來看，它涵蓋瞭量子霍爾效應的多個重要方麵，特彆是“場論方法”這個關鍵詞，讓我預感到書中將會有大量深刻的理論推導和數學工具的運用。對於我這個對量子物理的理論基礎有著濃厚興趣的讀者而言，能夠接觸到如此係統和前沿的論述，是十分難得的。我尤其期待書中對各種模型和現象的細緻分析，比如分數量子霍爾效應的齣現，以及如何通過場論的視角來理解這些奇異的量子現象。這本書的齣現，無疑為國內在該領域的學術研究提供瞭一個重要的參考和學習資源，也讓我對未來的深入探索充滿瞭期待。

评分☆☆☆☆☆

這本書的體量和內容深度，讓我在拿到手的時候，就明白這絕非一本輕鬆的讀物，而是要沉下心來，一點點啃的“硬骨頭”。我是一位在凝聚態物理領域摸爬滾打多年的研究者，對量子霍爾效應這個現象一直保持著極大的熱情和關注。這本書的引進，恰逢其時，因為它提供瞭一個從場論視角深入理解這一復雜物理現象的全新途徑。我尤其關注書中對於拓撲量子場論在量子霍爾效應中的應用，這部分內容在近年的研究中越來越受到重視，而掌握好場論的工具，對於揭示量子霍爾效應的內在本質至關重要。書中對不同模型的處理方式、對數學工具的講解以及對最新研究進展的梳理，都充滿瞭學術價值。雖然是影印版，但其內容的價值遠遠超越瞭形式。對於想要在量子霍爾效應領域進行更深入研究的同行們來說，這本書無疑是一個寶庫，它能夠幫助我們打開思路，掌握解決復雜問題的關鍵方法。

评分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和齣版形式，雖然是影印版，但它承載的內容卻是我一直以來都非常渴望接觸的。我是一名有著多年物理研究經驗的學者，對於量子霍爾效應的研究，一直關注其理論的演進和方法的創新。這本書強調“場論方法”，這正是當前理解凝聚態物理中許多復雜量子現象的關鍵。我迫不及待地想深入研讀其中關於如何利用場論工具來分析量子霍爾效應的各種模型，例如如何處理多體效應、如何理解拓撲性質的起源等。我知道場論的數學要求很高，但這本書的引進，為國內研究者提供瞭一個係統學習和藉鑒的寶貴機會。它不僅僅是對一個特定物理現象的介紹，更是對一種強大理論分析工具的應用範例，對於我拓展研究思路，解決更復雜的問題，具有不可估量的價值。

评分☆☆☆☆☆

《中外物理学精品书系·引进系列6：量子霍尔效应·场论方法与相关主题（第2版）（影印版）》内容丰富，涵盖面广，可读性强，其中既有对我国传统物理学发展的梳理和总结，也有对正在蓬勃发展的物理学前沿的全面展示；既引进和介绍了世界物理学研究的发展动态，也面向国际主流领域传播中国物理的优秀专著。整数量子霍尔效应的机制已经基本清楚，而仍有一些科学家，如冯·克利青和纽约州立大学石溪分校的V·J·Goldman，还在做一些分数量子效应的研究。一些理论学家指出分数量子霍尔效应中的某些平台可以构成非阿贝尔态（Non-Abelian States），这可以成为搭建拓扑量子计算机的基础。

评分☆☆☆☆☆

《中外物理学精品书系·引进系列6：量子霍尔效应·场论方法与相关主题（第2版）（影印版）》内容丰富，涵盖面广，可读性强，其中既有对我国传统物理学发展的梳理和总结，也有对正在蓬勃发展的物理学前沿的全面展示；既引进和介绍了世界物理学研究的发展动态，也面向国际主流领域传播中国物理的优秀专著。整数量子霍尔效应的机制已经基本清楚，而仍有一些科学家，如冯·克利青和纽约州立大学石溪分校的V·J·Goldman，还在做一些分数量子效应的研究。一些理论学家指出分数量子霍尔效应中的某些平台可以构成非阿贝尔态（Non-Abelian States），这可以成为搭建拓扑量子计算机的基础。

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在霍尔效应发现约100年后，德国物理学家克利青(Klaus von Klitzing, 1943-)等在研究极低温度和强磁场中的半导体时发现了量子霍尔效应，这是当代凝聚态物理学令人惊异的进展之一，克利青为此获得了1985年的诺贝尔物理学奖。 之后，美籍华裔物理学家崔琦(Daniel Chee Tsui,1939- )和美国物理学家劳克林(Robert B.Laughlin，1950-)、施特默(Horst L. St rmer，1949-)在更强磁场下研究量子霍尔效应时发现了分数量子霍尔效应，这个发现使人们对量子现象的认识更进一步，他们为此获得了1998年的诺贝尔物理学奖。

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在磁性掺杂的拓扑绝缘体材料中实现“量子反常霍尔效应”，对材料生长和输运测量都提出了极高的要求：材料必须具有铁磁长程有序;铁磁交换作用必须足够强以引起能带反转，从而导致拓扑非平庸的带结构;同时体内的载流子浓度必须尽可能地低。中科院物理所何珂、吕力、马旭村、王立莉、方忠、戴希等组成的团队和清华大学物理系薛其坤、张首晟、王亚愚、陈曦、贾金锋等组成的团队合作攻关，在这场国际竞争中显示了雄厚的实力。他们克服了薄膜生长、磁性掺杂、门电压控制、低温输运测量等多道难关，一步一步实现了对拓扑绝缘体的电子结构、长程铁磁序以及能带拓扑结构的精密调控，利用分子束外延方法生长出了高质量的Cr掺杂(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜，并在极低温输运测量装置上成功地观测到了“量子反常霍尔效应”。该结果于2013年3月14日在Science上在线发表，清华大学和中科院物理所为共同第一作者单位。

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书脊处坏了，有裂痕

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整数量子霍尔效应的机制已经基本清楚，而仍有一些科学家，如冯·克利青和纽约州立大学石溪分校的V·J·Goldman，还在做一些分数量子效应的研究。一些理论学家指出分数量子霍尔效应中的某些平台可以构成非阿贝尔态（Non-Abelian States），这可以成为搭建拓扑量子计算机的基础。

评分☆☆☆☆☆

书是好书，不过封面有些脏。

评分☆☆☆☆☆

固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。大量的研究揭示：参加材料导电过程的不仅有带负电的电子，还有带正电的空穴。

评分☆☆☆☆☆

此外，Hirsh、张守晟等提出自旋量子霍尔效应的概念,与之相关的实验正在吸引越来越多的关注。