量子力學的前沿問題（第3版）

《量子力學的前沿問題（第3版）》是2022年清華大學出版社出版的圖書，作者是張禮、葛墨林。

基本介紹

• 中文名：量子力學的前沿問題（第3版）
• 作者：張禮、葛墨林
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2022年10月1日
• 定價：198 元
• ISBN：9787302603634

內容簡介

《量子力學的前沿問題（第3版）》第1～7章主要介紹了關於量子力學幾率詮釋的愛因斯坦與玻爾爭論問題的研究、波粒二相性進展以及量子力學基礎理論在其他方面的發展，例如：波函式的幾何相、拓撲相、量子力學與經典力學的界限與巨觀水平量子力學等。第8～10章論述了腔量子電動力學、量子霍爾效應和玻色－愛因斯坦凝聚等領域的進展。第10～13章著重介紹了楊振寧－巴克斯特系統與量子力學的密切關係。 本書可供物理學工作者閱讀、參考，可以對相關專業的大學本科生和研究生從基礎理論學習過渡到專題科學研究起引導作用。

圖書目錄

第1章波動、粒子二象性，並協原理，貝爾定理及有關實驗

1.1電子干涉圖像的累積

1.2並協原理的原子干涉儀驗證

1.3並協原理的量子光學驗證

1.4單光子干涉實驗

1.5多粒子干涉學

1.5.1二粒子雙縫干涉學

1.5.2下轉換光子干涉實驗

1.5.3發射時間的干涉

1.5.4相干與路徑可區分性

1.6雙光子干涉儀量子塗消器

1.7愛因斯坦和玻爾關於量子力學的爭論，貝爾定理

1.7.11930年愛因斯坦對量子力學的批評： “量子力學是不自洽的。”

1.7.2EinsteinPodolskyRosen佯謬： “量子力學描述是不完備的。”

1.7.3貝爾定理

1.7.4推廣到現實系統的貝爾不等式

1.8貝爾不等式的實驗驗證

1.9惠勒的推遲選擇實驗

1.10不涉及不等式的貝爾定理

1.10.1三粒子完全關聯

1.10.2不涉及不等式的貝爾定理： 二粒子情況

1.10.3二粒子體系不涉及不等式貝爾定理的實驗驗證

1.10.4三光子纏繞態的實驗實現和對定域實在論的否定

1.10.5在纏繞與非定域性意義下的EPR佯謬

1.10.6單光子的非定域性

1.11量子非破壞性實驗簡介

1.11.1標準量子極限與反作用迴避實驗

1.11.2量子非破壞性實驗

參考文獻

第2章量子纏繞及其在量子信息和量子計算的套用

2.1量子計算簡介

2.1.1量子數據和數據處理

2.1.2量子並行性與有效量子算法

2.1.3量子信息

2.2量子纏繞

2.2.1纏繞態的密度矩陣表征

2.2.2施密特分解

2.2.3EPRBell態的進一步討論

2.3纏繞在量子信息學的套用

2.3.1緻密編碼

2.3.2量子密碼學，ＥPR量子鑰分布

2.3.3量子非克隆定理

2.3.4量子遠程傳態

2.4六光子單態——免退相干態之一例

2.5本章小結

參考文獻

第3章量子力學中的幾何相

3.1阿哈羅諾夫玻姆效應

3.2阿哈羅諾夫玻姆效應的實驗驗證

3.3阿哈羅諾夫卡舍爾效應

3.4平行輸運，連絡，曲率和非完整性

3.5貝利相

3.6阿哈羅諾夫阿南丹相

3.7貝利相的實驗顯現

3.7.1光子貝利相的量子干涉現象

3.7.2螺旋磁場中中子自旋旋轉的貝利相實驗

3.7.3自旋絕熱旋轉造成的核四極共振頻率分裂

參考文獻

第4章量子力學與經典力學的界限，纏繞與退相干

4.1薛丁格的諧振子波包，相干態

4.1.1相干態的基本性質

4.1.2正則相干態

4.2氫原子圓軌道波包與徑向波包

4.3氫原子的SO(4)對稱性，LRL矢量，克卜勒橢圓軌道波包

4.3.1經典克卜勒運動的LRL矢量

4.3.2量子力學中的LRL矢量，動力學對稱與氫原子能級

4.3.3克卜勒橢圓軌道波包的構成

4.3.4量子力學中的盧瑟福原子

4.4波包恢復和分數恢復

4.5態疊加原理與量子退相干

4.6與環境相互作用導致的退相干

4.7一個退相干的動力學模型

4.8量子動力學的經典極限

4.9實驗室中實現的“薛丁格的貓”

4.9.1單原子級的“薛丁格的貓”

4.9.2薛丁格的位相貓

4.9.3巨觀“薛丁格的貓”

4.9.4熱輻射發射造成的退相干

4.10波函式塌縮和量子芝諾效應

4.11壓縮算符和壓縮相干態

參考文獻

第5章路徑積分方法，衰變態的瞬子方法

5.1量子力學中的路徑積分方法

5.2瞬子與雙阱中能級的相干劈裂

5.3密度矩陣與路徑積分

5.4衰變態的瞬子方法

5.4.1“二次加三次”勢的隧穿

5.4.2計算路徑積分二次變分的平移法

5.4.3諧振子前置因子的另一種算法

參考文獻

第6章巨觀水平上的量子力學

6.1具有巨觀意義的波函式

6.2耦合超導體，約瑟夫森效應

6.3置有約瑟夫森結的超導環——SQUID

6.4約瑟夫森體系的巨觀量子隧穿和巨觀量子相干

6.5環境對巨觀量子現象的影響

6.5.1關於正則變換和絕熱近似

6.5.2有耗散的電磁體系的哈密頓量

6.5.3非絕熱性的修正，耗散體系的微觀拉格朗日量

6.5.4微觀參量與巨觀耗散參量的關係

6.5.5耗散與巨觀量子隧穿

6.5.6耗散與巨觀量子相干

6.6有關約瑟夫森結的巨觀量子隧穿實驗

6.7磁的巨觀量子隧穿，自旋相干態

6.8單疇鐵磁粒子的巨觀量子現象

6.8.1量子相干： 能級隧穿劈裂

6.8.2量子隧穿

6.8.3量子干涉（拓撲淬滅）現象

6.9單疇反鐵磁粒子的巨觀量子現象

6.10磁體系的巨觀量子現象實驗

6.11磁性大分子的巨觀量子現象

6.12自旋奇偶效應的量子力學基礎

參考文獻

第7章量子體系的拓撲相因子

7.1海森堡模型的自旋波理論

7.2O（3）非線性σ模型，對稱自發破缺與戈德斯通定理

7.3一維量子反鐵磁鏈，拓撲相因子，到O（3）非線性σ模型的映射

7.4LiebSchultzMattis定理

7.5拓撲項的意義

7.6非阿貝爾規範場的Θ真空

7.6.1非阿貝爾規範場

7.6.2規範變換的等價類

7.6.3Θ真空

7.7拓撲項與反常

參考文獻

第8章腔量子電動力學，范德華力和卡西米爾效應

8.1輻射場與原子相互作用

8.1.1原子中電子場的量子化

8.1.2輻射場的量子化

8.1.3電子場與輻射場的相互作用，自發輻射率

8.1.4暗態，電磁誘發的透明性

8.2傑恩斯卡明斯模型

8.2.1耦合原子腔體系的本徵態

8.2.2非共振情況下的原子能級光能移

8.2.3態隨時間的演化

8.3自發輻射的抑制與加強

8.4微脈澤

8.5逆斯特恩蓋拉赫效應

8.6原子腔色散相移效應

8.6.1單光子的量子非破壞探測，單光子的誕生及死亡的量子非破壞探測

8.7腔量子電動力學中的纏繞態

8.8體系對外來擾動的回響和漲落耗散定理

8.8.1電容率對頻率的依賴，克拉默斯克勒尼希色散關係

8.8.2漲落的關聯與廣義極化率

8.8.3漲落耗散定理

8.9范德華相互作用

8.10考慮推遲的范德華相互作用

8.10.1振盪偶極子的場

8.10.2在均勻介質中電磁場的漲落

8.10.3卡西米爾波爾德相互作用

8.11零點能，場真空漲落與范德華相互作用

8.12卡西米爾效應

8.13強耦合機制下的腔量子電動力學

8.14輻射修正

8.14.1自發輻射修正： 自由電子

8.14.2自發輻射修正： 束縛電子

8.14.3受激輻射修正

8.15與單色輻射相互作用，布洛赫球和光移

8.16量子場論中的重整化

8.17重整化群方法

8.17.1重整化群流

8.17.2不同能量標度的物理學

8.17.3安德森局域化

8.17.4相變之路，臨界現象

8.17.5d維中O(n)非線性σ模型，弱耦合近似

參考文獻

第9章量子霍爾效應

9.1經典霍爾效應

9.2電子在均勻磁場中的運動，朗道能級

9.3磁通量子化

9.4整數量子霍爾效應

9.5分數量子霍爾效應，勞格林波函式

9.5.1少數電子的量子化運動

9.5.2ν=1/m態的勞格林波函式

9.5.3準粒子激發

9.5.4不可壓縮量子流體的集體模式

9.5.5分數量子霍爾流體的無能隙邊緣態

9.5.6分數量子霍爾效應的等級態

9.5.7複合費米子傑恩構造法

9.6分數量子霍爾效應的朗道金茲堡理論

9.6.1張首晟漢松克沃爾森映射，陳西蒙斯朗道金茲堡作用量

9.6.2平均場解，分數量子霍爾效應現象學

9.6.3代數非對角長程式

9.6.4分數量子霍爾流體的拓撲序

9.7量子霍爾效應的整體相圖

9.8量子自旋霍爾效應

9.92+1維物理中的拓撲，反常霍爾效應

9.9.13+1維手征反常

9.9.2與規範場耦合的2+1維狄拉克場

9.9.3拓撲非平凡的具有反常宇稱的真空流

9.9.4分數電荷、真空流和零模的關係

9.9.52+1維反常的凝聚態模擬

9.9.6反常霍爾效應

9.10凝聚態物理中的拓撲，拓撲絕緣體和超導體

9.10.1量子自旋霍爾絕緣體，拓撲分類

9.10.2拓撲超導體，馬約拉納費米子

9.10.3外爾點和費米弧

參考文獻

第10章玻色愛因斯坦凝聚

10.1玻色愛因斯坦凝聚的一些基本關係

10.1.1ＢＥＣ本質上是量子統計現象

10.1.2玻色愛因斯坦溫度

10.1.3玻色氣體的熱力學性質

10.2玻色愛因斯坦凝聚的序參量與非對角長程式

10.3玻色愛因斯坦凝聚的本質： 對稱自發破缺和相位相干性

10.4弱相互作用玻色氣體： 均勻凝聚體

10.4.1波戈留波夫弱相互作用玻色氣體理論

10.4.2非理想玻色氣體

10.5弱相互作用玻色氣體： 非均勻凝聚體

10.5.1凝聚性質與外場的關係

10.5.2阱中弱相互作用玻色氣體的玻色愛因斯坦凝聚

10.5.3格羅斯彼得耶夫斯基方程

10.5.4量子相位動力學

10.6各向異性勢阱中的玻色愛因斯坦凝聚

10.7渦旋及玻色愛因斯坦凝聚體的穩定性

10.8旋量凝聚體

10.8.1基態結構

10.8.2阱中旋量凝聚體的集體模

10.8.3鐵磁態渦旋的內在穩定性

10.8.4無核的渦旋

10.8.5碎裂的凝聚體

10.9在光晶格中的冷玻色原子

10.10費什巴赫共振和共振超流性

10.10.1費什巴赫共振

10.10.2簡併費米氣體

10.10.3費米原子組成分子和分子的BEc

10.10.4費米原子對的凝聚體

10.11作用於冷中性原子的人造規範場

10.12超冷原子的人造自旋軌道耦合

10.13葉菲莫夫態物理和檀時鈉關係

10.14周期驅動光晶格中的超冷原子

參考文獻

第11章量子力學中的Yangian對易關係

11.1氫原子的張量算符與Yangian

11.2Yangian代數

11.3Y(SL(2))在量子力學中的其他實現

11.4長程相互作用的一維鏈模型

11.5哈伯德模型

11.6SL(3)一維表示和八維表示間的Yangian躍遷

參考文獻

第12章RTT關係與楊Baxter方程

12.1對易關係的矩陣直積形式

12.2RTT關係

12.3楊Baxter方程

12.4守恆量集合，哈密頓量

12.5量子行列式，余乘法

12.6RTT關係展開式與對易關係

12.7氫原子與RTT關係

12.8Yangian的表示和氫原子能譜

12.9Yangian和貝爾基

12.10S波到P波超導的轉變

12.11量子代數

12.12雙頻諧振子與量子代數對易關係

12.13相干態平移算符與量子代數

12.14相位量子化的可能性與量子代數的循環表示

參考文獻

第13章楊Baxter方程與量子信息

13.1貝爾基與辮子群

13.2楊Baxter方程的新型解與連續糾纏態

13.3量子信息相關的哈密頓量

13.4拓撲基下的楊Baxter方程與維格納Dj-函式的關係

13.51－模的極值與最大糾纏度

13.6楊Baxter方程的馬約拉納費米子表示

13.7馬約拉納二重簡併與整體Γ對稱性

參考文獻