凝聚态场论 电子书 下载 txt pdf mobi

Modern experimental developments in condensed matter and ultracold atom physics present formidable challenges to theorists. This book provides a pedagogical introduction to quan-tum field theory in many particle physics, emphasizing the applicability of the formalism to concrete problems.

This second edition contains two new chapters developing path integral approaches to classical and quantum nonequilibrium phenomena. Other chapters cover a range of topics, from the introduction of many-body techniques and functional integration, to renormaliza-tion group methods, the theory of response functions, and topology. Conceptual aspects and formal methodology are emphasized, but the discussion focuses on practical experimental applications drawn largely from condensed matter physics and neighboring fields.

Extended and challenging problems with fully–worked solutions provide a bridge between formal manipulations and research-oriented thinking. Aimed at elevating graduate students to a level where they can engage in independent research, this book complements graduate level courses on many particle theory.

Preface

1 From particles to fields

1.1 Classical harmonic chain： phonons

1.2 Functional analysis and variational principles

1.3 Maxwell’s equations as a variational principle

1.4 Quantum chain

1.5 Quantum electrodynamics

1.6 Noether’s theorem

1.7 Summary and outlook

1.8 Problems

2 Second quantization

2.1 Introduction to second quantization

2.2 Applications of second quantization

2.3 Summary and outlook

2.4 Problems

3 Feynman path integral

3.1 The path integral： general formalism

3.2 Construction of the path integral

3.3 Applications of the Feynman path integral

3.4 Problems

3.5 Problems

4 Functional field integral

4.1 Construction of the many—body path integral

4.2 Field integral for the quantum partition function

4.3 Field theoretical bosonization： a case study

4.4 Summary and outlook

4.5 Problems

5 Perturbation theory

5.1 General structures and low—order expansions

5.2 Ground state energy of the interacting electron gas

5.3 Infinite—order expansions

5.4 Summary and outlook

5.5 Problems

6 Broken symmetry and collective phenomena

6.1 Mean—field theory

6.2 Plasma theory of the interacting electron gas

6.3 Bose—Einstein condensation and superfluidity

6.4 Superconductivity

6.5 Field theory of the disordered electron gas

6.6 Summary and outlook

6.7 Problems

Response functions

7.1 Crash course in modern experimental techniques

7.2 Linear response theory

7.3 Analytic structure of correlation functions

7.4 Electromagnetic linear response

7.5 Summary and outlook

7.6 Problems

8 The renormalization group

8.1 The one—dimensional Ising model

8.2 Dissipative quantum tunneling

8.3 Renormalization group： general theory

8.4 RG analysis of the ferromagnetic transition

8.5 RG analysis of the nonlinear σ—model

8.6 Berezinskii—Kosterlitz—Thouless transition

8.7 Summary and outlook

8.8 Problems

9 Topology

9.1 Example： particle on a ring

9.2 Homotopy

9.3 θ—Oterms

9.4 Wess—Zurnino terms

9.5 Chern—Simons terms

9.6 Summary and outlook

9.7 Problems

10 Nonequilibrium （classical）

10.1 Fundamental questions of （nonequilibrium） statistical mechanics

10.2 Langevin theory

10.3 Boltzmann kinetic theory

10.4 Stochastic processes

10.5 Field theory Ⅰ： zero dimensional theories

10.6 Field theory Ⅱ： higher dimensions

10.7 Field theory Ⅲ： applications

10.8 Summary and Outlook

10.9 Problems

11 Nonequilibrium （quantum）

11.1 Prelude： Quantum master equation

11.2 Keldysh formalism： basics

11.3 Particle coupled to an environment

11.4 Fermion Keldysh theory （a list of changes）

11.5 Kinetic equation

11.6 A mesoscopic application

11.7 Full counting statistics

11.8 Summary and outlook

11.9 Problems

Index

Alexander Altland is Professor of Theoretical Condensed Matter Physics at the Institute of Theoretical Physics, University of K¨oln. His main areas of research include mesoscopic physics, the physics of interacting many particle systems, and quantum nonlinear dynamics.

Benjamin D. Simons is Professor of Theoretical Condensed Matter Physics at the

Cavendish Laboratory, University of Cambridge. His main areas of research include strongly correlated condensed matter systems, mesoscopic and ultracold atom physics.

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书籍介绍

Modern experimental developments in condensed matter and ultracold atom physics present formidable challenges to theorists. This book provides a pedagogical introduction to quan-tum field theory in many particle physics, emphasizing the applicability of the formalism to concrete problems.

This second edition contains two new chapters developing path integral approaches to classical and quantum nonequilibrium phenomena. Other chapters cover a range of topics, from the introduction of many-body techniques and functional integration, to renormaliza-tion group methods, the theory of response functions, and topology. Conceptual aspects and formal methodology are emphasized, but the discussion focuses on practical experimental applications drawn largely from condensed matter physics and neighboring fields.

Extended and challenging problems with fully–worked solutions provide a bridge between formal manipulations and research-oriented thinking. Aimed at elevating graduate students to a level where they can engage in independent research, this book complements graduate level courses on many particle theory.

• 作者： 虹 发布时间：2018-05-30 12:03:43

  Bought but never read, as I transferred outside the field of condensed material.

  2017-9-15

• 作者： 功夫熊猫 发布时间：2018-12-18 01:01:06

  intuitive but introductory

• 一本没有尽善尽美，但是已经足够好的教科书

  作者：cmnll 发布时间：2020-02-14 16:10:03

  首先值得一提的是，这是一部内容极为丰富的教科书。这部书的内容编排很有意思，非常适合作为上课的讲义，其内容排布的逻辑是先给出一些基本模型的介绍，然后在后续的章节中介绍场论技术，再将这些模型作为场论的应用实例，逐步进行一一求解。内容由浅及深，层层推进。

  第一章是绪论，系统阐述了凝聚态物理中为什么需要场论的语言。然后在第二章首先以极其简洁紧凑的表述给出二次量子化的一般形式，随后列出了一些现代凝聚态物理中最常见的模型，比如Hubbard model、Luttinger liquid以及一些spin model，最后在习题里放上了Kondo效应（s-d交换模型的导出）。作者的写作手法是启发性的，用大量的言语和脚注进行讨论（其中包含了作者非常非常insightful的见解），但没有详细列出推导步骤，而是在适当的位置省略掉一些步骤，然后以文中exercise形式要求读者补全，通常很多初学者会在这些地方被劝退，这种写法也在之后贯穿全书。从第三章开始，同样贯穿全书的path integral语言就被引入了，同时第三章还在写spin path integral的时候，提到了群上的不变积分这样比较有深度的内容（尽管SU2已经算比较简单的了），但是仍然会吓退不少新手。这部分内容在随后的四五六七章都没有再被提及，一直到第八章的nonlinear sigma model（NLσM）的重整化群分析里面才得以重新出现。此外，第三章还写了instanton有关的内容，但是不太好读，关于instanton这部分内容A. Das的书是更好的选择。

  第四章和第五章是标准的场论技术，将之前在第二章中提到的那些模型用场论语言重新书写，并作了perturbative solutions。事实上，国内的绝大部分研究生的量子多体物理课的内容也都覆盖到第五章为止。前五章的推导需要比较大的耐性，以及需要在手头多备几本其他人的著作，比如Nagaosa的Quantum field theory in condensed matter physics以及Mahan的Many body physics，相互参看之下总能重复出被跳跃掉的推导步骤。其实从这一章便可看出作者的意图，要用标准化的场论语言，即泛函路径积分，来重新书写整个凝聚态物理。

  这部书真正比较硬核的地方是从第六章开始的。其中，超导超流的泛函路径积分形式是比较标准的内容，但是随后的关于Goldstone mode的内容的讲述并不那么直观，但是很深刻，它的理解和计算需要读者具备一定的基本功，这部分的内容需要并且值得反复咀嚼。随后的disorder system算是作者夹带的私货，作为Efetov与Pruisken的后辈，Altland和Simons在上个世纪九十年代已经在该领域成名，并作了大量的工作。其中Altland和他的合作者Zirnbauer通过引入PHS(particle-hole symmetry)完成了现在所熟知的ten-fold way分类。这一章节写得简洁但很深刻，极大地简化了原来Efetov等人发展的supersymmetric effective field theory，比如舍去了bosonic自由度，完全从fermion自由度来进行构建整个理论，因此相对而言较为易懂。但是限于篇幅，有一些内容没有细讲，而是通过argue来给出结论，比如对完整的NLσM的推导，这个处理对于有强迫症的读者并不友好，在后面的章节，比如第九章中Pruisken action的引入也是简单地argue了几句就给出了最后的结论。关于这部分内容，作者在书中cite了Efetov的名著Supersymmetry in disorder and chaos，但是这本书很不好读，相比之下 Kamenev的Field Theory of Non-Equilibrium Systems则友好得多，可以作为该部分的补充读物。这里还有个很遗憾的地方，就是两位作者都是random matrices theory（RMT）的专家，但是全书对于RMT提到的地方仅有一处，还是以习题的形式出现的。不过最近几年disorder系统的NLσM已经比较冷门，不做这个领域的读者完全可以忽略这部分内容。第七章是比较好读的一章，属于标准的线性响应理论的内容，不过习题的难度依然不小，不做这部分习题的话将被卡在第九章QHE部分。第八章Renormalization group是我个人最喜欢的一章，它把前面章节提到的几个模型（φ4、NLσM、Kondo和Luttinger）都详细地做了RG分析，并且加上了BKT transition，讲解很系统也很详细，推导省略的不多，能完整follow下来也算基本学会了RG技术。如果在这一章的推导中遇到困难的同学可以参考Kardar的Statistical Physics of Fields，有不少习题是直接从这本书里面copy的。值得一提的是，作者在这一章同样夹带了私货，花了很大篇幅来写NLσM的RG，并且用了群上的不变积分的语言。可能是限于篇幅，全书没有写到Fermi liquid theory，因此如果想学Fermi liquid的RG技术，还是得去看Shankar的paper或者书。第九章同样很硬核，也很精彩，省略了不少推导，但是对IQHE和FQHE的Chern-Simons理论有着比较细致的讲解。作者居然还花了一定的篇幅介绍微分几何的基本理论，从tangent space出发，很数学地引入pushforward和pullback的概念。唯一的遗憾就是上面提到的，没有给出详细的Pruisken action的推导。因为Pruisken的原始文献由于符号习惯问题读起来很吃力。

  最后两章是非平衡态的内容，还没推过，暂时不好评价。

  总结一下，这本书是一本很现代的优秀教科书，作者全程都在使用path integral语言，既呈体系化，也很贴近现代凝聚态物理研究的范式，而且在书里给出了很多深刻而且有趣的见解，公式、符号、示意图和排版都很优美，显示出作者良好的品味，此外省略推导并不能算是这本书的缺点。读这本书其实可以不用搞清楚全部内容和每个细节，因为书的内容排布是按照多支线方式进行的，因此只需要挑选出对自己有用的内容进行精读就可以了。比如，如果想系统地学一下Kondo效应，那么看完第二章的基本模型之后，就可以直接跳到第四章去了解一下path integral语言，然后第五章也可以只看对Kondo模型作perturbation计算的内容，最后再跳到第八章直接看poor man's scaling。这样一来整个理论框架就很清楚也很完整，同时也很节约时间。作为一本教科书，书上配备了大量的习题。这些习题分为两种，第一种是穿插在正文里以exercise形式出现的，这一类习题通常是被省略的推导细节和一些小问题的延伸，具有一定难度。第二种则是每章节后面附录的习题，这一类习题由于延展太深，作者给出了solutions，然而仔细follow过的读者肯定会发现，这些与其说是solutions，倒不如说是hints。作者仅仅给出一个大致的框架和主要结论，公式与公式之间会有着巨大的gap。通常完整解完一道题的工作量不亚于重复一篇paper。这些习题解答起来极其耗时间，对很多读者来讲也是被劝退的一个主要原因。

  这本书真正可以被称得上缺点的地方在于各种typos，尽管已经有了errata，但是书中仍然存在不少未被标记出来的typos，尤其在公式中，有一些隐藏得很深，需要反复check推导才能发现。这些东西通常会严重延缓读书的速度，因此希望作者可以出到第三版。

• 发起北京地区量子场论原著读书活动

  作者：Ian 发布时间：2008-11-12 22:40:01

  有兴趣请跟贴，或豆油Me。

  如果你有很好的本科量子力学基础，如果你对理论物理抱有热情，请考虑参与我们的读书计划：

  选择A：Altland & Simons的《凝聚态场论》

  http://www.douban.com/subject/2225199/

  选择B：A. Zee的《Quantum Field Theory in a Nutshell》

  http://www.douban.com/subject/1475265/

  形式为大家轮流讲，一人一次直至读完，人数大于等于三人时读书会启动，读书报告及讨论整理后会同步在网络上发布。

  如你有其他建议和疑问欢迎跟贴。

  格致北京读书会：

  http://gezhi.org/blog/1270

• The typo in the book titled Condensed Matter Field Theory

  作者：窗边的小豆豆 发布时间：2015-05-12 18:56:16

  This book authorized by Alex and Simons is one of the most representative publications in the field of classical/quantum field theory.

  Here, I'm focusing on the errors including typo and unreasonable statements so that our Chinese students can read it conveniently.

  The text errors will be shown here and the errors of the formula will be shown in the notes following.

  The book used herrer is the second edition, released in 2010.

  May 12, 2015

  Page 2. In Fig1.1, there's a typo.

  t he dynamics of the electrons ---> the dynamics of the electrons