有限溫度玻色凝聚氣體（英文影印版） 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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☆☆☆☆☆

[加拿大] 格裏芬（A. Griffin）等 著

圖書標籤:

• 玻色-愛因斯坦凝聚
• 低溫物理
• 凝聚態物理
• 量子氣體
• 統計物理
• 有限溫度
• 相變
• 量子統計
• 熱力學
• 英文教材

齣版社： 北京大學齣版社

ISBN：9787301245514

版次：1

商品編碼：11550162

包裝：平裝

叢書名： 中外物理學精品書係

開本：16開

齣版時間：2014-08-01

用紙：膠版紙

頁數：480

編輯推薦

　　《有限溫度玻色凝聚氣體》是影印版英文專著，原書由劍橋大學齣版社於2009年齣版。玻色愛因斯坦凝聚在近代物理學中影響很遠，而超冷原子等的研究也是近來非常受關注的方嚮，並已經催生瞭應用研究。本書對於意欲瞭解這一領域的讀者非常有幫助，對於專業的研究者和研究生也是難得的參考書。

內容簡介

　　1995年，陷俘超冷原子氣體玻色愛因斯坦凝聚的發現給玻色凝聚稀薄氣體的理論和實驗研究都帶來瞭爆炸性的發展。本書提供瞭詳細的超流玻色氣體的非平衡態行為和雙組分動力學理論。本書利用簡單的微觀模型，在無碰撞和碰撞為主的區域都給齣瞭清晰明瞭的集體模式。
　　《有限溫度玻色凝聚氣體（英文影印版）》適閤超冷原子物理，原子、分子和光物理，以及凝聚態物理領域的研究者和研究生閱讀。

作者簡介

　　(加拿大)格裏芬（A. Griffin），加拿大多倫多大學教授。

目錄

Preface page ix
1 Overview and introduction 1
1.1 Historical overview of Bose superfluids 9
1.2 Summary of chapters 12
2 Condensate dynamics at T = 0 19
2.1 Gross-Pitaevskii (GP) equation 20
2.2 Bogoliubov equations for condensate fluctuations 28
3 Coupled equations for the condensate
and thermal cloud 32
3.1 Generalized GP equation for the condensate 33
3.2 Boltzmann equation for the noncondensate atoms 39
3.3 Solutions in thermal equilibrium 43
3.4 Region of validity of the ZNG equations 46
4 Green's functions and self-energy approximations 54
4.1 Overview of Green's function approach 54
4.2 Nonequilibrium Green's functions in normal systems 58
4.3 Green's functions in a Bose-condensed gas 68
4.4 Classification of self-energy approximations 74
4.5 Dielectric formalism 79
5 The Beliaev and the time-dependent HFB
approximations 81
5.1 Hartree-Fock-Bogoliubov self-energies 82
5.2 Beliaev self-energy approximation 87
5.3 Beliaev as time-dependent HFB 92
5.4 Density response in the Beliaev-Popov approximation 98
6 Kadanoff-Baym derivation of the ZNG equations 107
6.1 Kadanoff-Baym formalism for Bose superfluids 108
6.2 Hartree-Fock-Bogoliubov equations 111
6.3 Derivation of a kinetic equation with collisions 115
6.4 Collision integrals in the Hartree-Fock approximation 119
6.5 Generalized GP equation 122
6.6 Linearized collision integrals in collisionless theories 124
7 Kinetic equation for Bogoliubov thermal
excitations 129
7.1 Generalized kinetic equation 130
7.2 Kinetic equation in the Bogoliubov-Popov approximation 135
7.3 Comments on improved theory 143
8 Static thermal cloud approximation 146
8.1 Condensate collective modes at finite temperatures 147
8.2 Phenomenological GP equations with dissipation 157
8.3 Relation to Pitaevskii's theory of superfluid relaxation 160
9 Vortices and vortex lattices at finite temperatures 164
9.1 Rotating frames of reference: classical treatment 165
9.2 Rotating frames of reference: quantum treatment 170
9.3 Transformation of the kinetic equation 174
9.4 Zaremba-Nikuni-Griffin equations in a rotating frame 176
9.5 Stationary states 179
9.6 Stationary vortex states at zero temperature 181
9.7 Equilibrium vortex state at finite temperatures 184
9.8 Nonequilibrium vortex states 187
10 Dynamics at finite temperatures using the
moment method 198
10.1 Bose gas above TBEC 199
10.2 Scissors oscillations in a two-component superfluid 204
10.3 The moment of inertia and superfluid response 220
11 Numerical simulation of the ZNG equations 227
11.1 The generalized Gross-Pitaevskii equation 228
11.2 Collisionless particle evolution 231
11.3 Collisions 237
11.4 Self-consistent equilibrium properties 248
11.5 Equilibrium collision rates 252
12 Simulation of collective modes at finite temperature 256
12.1 Equilibration 257
12.2 Dipole oscillations 260
12.3 Radial breathing mode 263
12.4 Scissors mode oscillations 270
12.5 Quadrupole collective modes 279
12.6 Transverse breathing mode 286
13 Landau damping in trapped Bose-condensed gases 292
13.1 Landau damping in a uniform Bose gas 293
13.2 Landau damping in a trapped Bose gas 298
13.3 Numerical results for Landau damping 303
14 Landau's theory of superfluidity 309
14.1 History of two-fluid equations 309
14.2 First and second sound 312
14.3 Dynamic structure factor in the two-fluid region 317
15 Two-fluid hydrodynamics in a dilute Bose gas 322
15.1 Equations of motion for local equilibrium 324
15.2 Equivalence to the Landau two-fluid equations 331
15.3 First and second sound in a Bose-condensed gas 339
15.4 Hydrodynamic modes in a trapped normal Bose gas 345
16 Variational formulation of the Landau
two-fluid equations 349
16.1 Zilsel's variational formulation 350
16.2 The action integral for two-fluid hydrodynamics 356
16.3 Hydrodynamic modes in a trapped gas 359
16.4 Two-fluid modes in the BCS-BEC crossover at unitarity 370
17 The Landau-Khalatnikov two-fluid equations 371
17.1 The Chapman-Enskog solution of the kinetic equation 372
17.2 Deviation from local equilibrium 377
17.3 Equivalence to Landau-Khalatnikov two-fluid equations 387
17.4 The C12 collisions and the second viscosity coefficients 392
18 Transport coefficients and relaxation times 395
18.1 Transport coefficients in trapped Bose gases 396
18.2 Relaxation times for the approach to local equilibrium 405
18.3 Kinetic equations versus Kubo formulas 412
19 General theory of damping of hydrodynamic modes 414
19.1 Review of coupled equations for hydrodynamic modes 415
19.2 Normal mode frequencies 418
19.3 General expression for damping of hydrodynamic modes 420
19.4 Hydrodynamic damping in a normal Bose gas 424
19.5 Hydrodynamic damping in a superfluid Bose gas 428
Appendix A Monte Carlo calculation of collision rates 431
Appendix B Evaluation of transport coefficients:
technical details 436
Appendix C Frequency-dependent transport coefficients 444
Appendix D Derivation of hydrodynamic damping formula 448
References 451
Index 459

前言/序言

好的，以下是為您的圖書《有限溫度玻色凝聚氣體（英文影印版）》量身定製的圖書簡介，內容力求詳實、專業，避免任何人工痕跡： --- 理論物理前沿：深入探索凝聚態物理的基石 《有限溫度玻色凝聚氣體（英文影印版）》 是一部深入探討量子多體係統核心問題的權威性著作。本書聚焦於玻色-愛因斯坦凝聚（BEC）現象在非零溫度下的復雜行為，係統性地梳理瞭從基本理論框架到前沿實驗現象的完整知識體係。本書不僅是凝聚態物理、原子分子物理以及量子光學領域研究人員和高年級學生的必備參考書，更是理解宏觀量子現象如何依托於微觀粒子統計特性的經典教材。 核心內容聚焦：從理想模型到真實係統的橋梁 本書的結構設計精巧，旨在引導讀者逐步跨越從零溫極限到有限溫度環境的理論鴻溝。 第一部分：理論基礎與統計力學框架 本部分為後續深入研究奠定堅實的理論基礎。重點闡述瞭玻色子係統的量子統計特性，特彆是玻色-愛因斯坦分布函數在不同溫度和化學勢下的演化規律。書中詳細分析瞭理想玻色氣體（IBG）模型在三維（3D）和準二維（2D）體係中的熱力學行為，包括係統的密度、內能、比熱容的精確計算方法。特彆關注瞭零溫下BEC的形成條件（臨界溫度 $T_c$）的推導過程及其物理圖像的清晰闡釋。 第二部分：有限溫度下的凝聚體結構與性質 當溫度 $T$ 略高於 $T_c$ 或略低於 $T_c$ 時，凝聚態的性質展現齣豐富的復雜性。本書著重分析瞭有限溫度下宏觀波函數（序參量）的有效行為。讀者將詳細學習如何使用格林函數方法和平均場理論來處理粒子間的相互作用效應。書中對弱相互作用玻色係統的Bogoliubov 變換在有限溫度下的推廣進行瞭詳盡的闡述，揭示瞭有限溫度下準粒子激發譜的展寬和衰減機製。此外，凝聚體中元激發（Excitations） 的行為，如聲子（Phonons）的色散關係，以及它們如何影響係統的集體振蕩模式（如呼吸模、四極模），均被賦予瞭細緻的分析。 第三部分：非理想係統與幾何限製效應 現代實驗越來越依賴於對粒子進行空間囚禁。本書的精髓之一在於其對在勢阱中捕獲的玻色氣體的處理。對於由激光或磁場形成的諧振子勢阱（Harmonic Trap）或更復雜的勢阱，本書提供瞭精確的解析解和數值計算的指導。讀者將掌握如何計算囚禁玻色氣體的臨界溫度修正、密度剖麵以及穩態解。 書中對均勻介質與囚禁介質之間的差異進行瞭深入的比較和討論，強調瞭邊界條件和勢能對凝聚體宏觀特性的決定性影響。特彆是，對於低維度係統（如薄膜和一維鏈）中凝聚現象的獨特錶現，如Leggett-Grosz 理論在有限溫度下的適用性，進行瞭深入探討。 第四部分：漲落、拓撲缺陷與超流性 超越平均場描述，本書將目光投嚮瞭量子漲落的精細結構。有限溫度下的玻色係統不可避免地存在拓撲缺陷（如渦鏇）。書中詳細分析瞭量子渦鏇在有限溫度下的産生、動力學以及它們對係統熱力學和傳輸性質（如粘滯性）的影響。對Kosterlitz-Thouless (KT) 轉變在二維模型中的理論框架進行瞭復習，並討論瞭在有限溫度下，這些拓撲激發如何影響係統的超流特性和相變。 學術價值與適用群體 本書的特點在於其理論深度與實驗相關性的完美結閤。作者采用瞭嚴謹的物理學語言，但同時配以大量的圖錶和例題，幫助讀者構建清晰的物理圖像。 研究人員： 為研究超冷原子、超流氦、BEC陣列、介觀物理以及量子信息交叉領域的學者提供瞭一個堅實的理論參考平颱，尤其在處理非零溫度下的激發和損耗問題時，本書提供的數學工具和物理洞察至關重要。 研究生與高年級本科生： 作為高級統計物理或凝聚態物理課程的配套教材，本書能夠有效彌補標準教材在深度和廣度上對BEC有限溫度效應處理的不足。 實驗物理學傢： 盡管本書偏重理論推導，但其對實驗可觀測量的預測（如隧穿光譜、密度漲落測量）具有直接指導意義，是解讀復雜實驗數據的關鍵鑰匙。 通過對有限溫度玻色凝聚氣體這一核心物理現象的全麵、深入剖析，本書不僅記錄瞭量子統計物理學的重要成就，更指引著探索下一代量子材料和精密測量的研究方嚮。閱讀本書，即是步入當代理論物理研究的最前沿。

評分☆☆☆☆☆

對於任何希望深入理解玻色-愛因斯坦凝聚體在現實世界中行為的研究者而言，這本《有限溫度玻色凝聚氣體》（英文影印版）絕對是一本價值連城的參考書。它以一種近乎“百科全書”式的嚴謹和全麵，將有限溫度下的BEC現象展現在讀者麵前。 我特彆欣賞書中對於各種近似方法的係統梳理和評價。作者並沒有迴避那些在實際計算中常常需要用到的近似，比如平均場近似、Landau-Ginzburg理論等，而是詳細地闡述瞭它們的物理基礎、適用範圍以及局限性。他會清晰地指齣，為什麼在某些情況下，隻考慮理想玻色氣體是遠遠不夠的，而有限溫度下的相互作用以及量子漲落，纔是決定BEC真實性質的關鍵。 書中對“自由能”概念的多次重訪，貫穿瞭整本書的始終，從相變過程的描述，到臨界點的分析，再到不同溫度下的相平衡，都離不開自由能的指導。作者通過對自由能的微小變化進行分析，讓我們得以窺探BEC係統內在的動力學和穩定性。這種“自上而下”的分析方法，對於構建完整的物理圖像至關重要。 而且，本書在討論過程中，非常巧妙地引入瞭大量的圖錶和數值模擬結果。這些直觀的展示，不僅幫助我們理解抽象的理論公式，也讓我們能夠更清晰地看到理論預測與實驗觀測之間的聯係。特彆是關於BEC的集體激發模式（如聲波、渦鏇等）在有限溫度下的演化，那些動態的圖像，讓我對這些現象有瞭更深刻的認識。 這本書的挑戰性在於其內容的深度和廣度，但正是這種挑戰，纔使得它成為一本真正能夠提升研究水平的著作。每一次閱讀，都會有新的發現和感悟。它是一本需要反復研讀、細細品味的“工具書”，更是我們探索量子世界的“寶藏”。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本《有限溫度玻色凝聚氣體》（英文影印版），就被它厚重的體積和密密麻麻的公式嚇瞭一跳，但隨之而來的，卻是深深的好奇和期待。這本書的寫作風格非常獨特，與其說是一本教科書，不如說它更像是一位資深研究者在一個咖啡館裏，一邊喝著咖啡，一邊娓娓道來他對有限溫度下玻色凝聚體那些最深刻的理解。 它並沒有一開始就拋齣艱澀的數學框架，而是從一個相對容易理解的物理圖像齣發，逐漸引導讀者進入更復雜的理論世界。我喜歡它那種“循序漸進”的教學方式，作者並沒有假設讀者已經具備瞭非常紮實的量子統計背景，而是會適時地迴顧和解釋一些必要的概念，比如量子統計分布的幾個關鍵特徵，以及它們在描述大量粒子係統中的重要性。 這本書最吸引我的地方在於，它並沒有僅僅停留在理論的闡述，而是非常注重物理直覺的培養。作者常常會用一些非常形象的比喻來解釋一些難以理解的物理概念，比如描述玻色子的“集體行為”時，他會將其比作一群受到某種“集體意識”驅使的舞者，而不是孤立的個體。這種方式極大地降低瞭理解門檻，也讓整個閱讀過程變得更加有趣。 而且，在討論到一些關鍵性的物理量，比如凝聚體的粒子數密度、動量分布或者能量等時，作者都會從多個角度進行分析，既有宏觀的統計推導，也有微觀的粒子相互作用考量。讓我印象最深刻的是，他對“有效勢”概念的深入剖析，這在理解實際實驗中可能存在的各種復雜因素時，提供瞭非常實用的工具。 這本書的翻譯（影印版）雖然有一些地方可能需要反復推敲，但整體上瑕不掩瑜。它提供瞭一種不同於傳統教科書的學習體驗，更注重培養讀者的獨立思考能力和對物理現象的深刻洞察。我會在接下來的時間裏，慢慢品讀這本書，相信它會給我帶來更多的啓發。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，簡直就像在凝聚態物理領域投下瞭一顆重磅炸彈，尤其對於那些對量子統計和低溫物理抱有濃厚興趣的同行們來說，這絕對是一本不容錯過的案頭之作。我承認，在翻開這本書之前，我對於玻色-愛因斯坦凝聚（BEC）的理解還停留在教科書上的理論推導和一些基礎性的實驗現象。然而，這本書以一種近乎“沉浸式”的方式，將我帶入瞭有限溫度下BEC的復雜而迷人的世界。 它不僅僅是簡單地羅列公式和概念，更重要的是，作者在梳理知識脈絡的同時，深入淺齣地剖析瞭諸多關鍵性的物理細節。比如，在討論玻色子統計分布時，作者並沒有止步於狄拉剋函數的引入，而是花瞭大量篇幅去解釋瞭有限溫度對費米子和玻色子統計分布的修正，以及這些修正如何體現在宏觀的物理性質上。我尤其欣賞他對“有效自由能”概念的引入，這使得理解BEC的相變過程和臨界溫度下的行為變得更加直觀。書中對不可解的量子漲落的討論，也給我留下瞭深刻的印象，它讓我意識到，即便在宏觀尺度下，量子效應依然扮演著不可或缺的角色。 這本書在數學推導的嚴謹性上達到瞭相當高的水準，每一處公式的推導都清晰明瞭，絲絲入扣，這對於需要進行深入研究的讀者來說，無疑是極大的福音。然而，它並沒有因此而變得枯燥乏味。作者善於結閤具體的物理模型和實驗情境來闡述理論，使得抽象的數學語言與生動的物理現象之間建立起緊密的聯係。例如，在討論非理想玻色氣體時，書中不僅給齣瞭詳細的數學描述，還聯係瞭超流氦等實際的實驗係統，這讓我能夠更深刻地理解理論的實際應用價值。 讓我印象深刻的是，書中對於“有限溫度”這一條件的強調，並且係統地闡述瞭它對BEC形成、演化以及性質的影響。許多教科書往往側重於零溫下的理想情況，而這本書則將我們帶到瞭更接近現實的、存在溫度效應的場景。這對於我理解那些在實驗中觀察到的、與理想模型不符的現象，提供瞭重要的理論支撐。比如，關於有限溫度下BEC的動量分布、能量分布以及其穩定性等問題，都有深入的分析和討論。 總體而言，這本書為我打開瞭一扇新的大門，讓我對凝聚態物理中的一個重要課題有瞭更係統、更深入的認識。它在理論的深度和廣度上都達到瞭新的高度，同時又保持瞭一定的可讀性，這在同類書籍中是難能可貴的。我強烈推薦給任何對量子統計、低溫物理、以及前沿凝聚態物理現象感興趣的學者和學生。

評分☆☆☆☆☆

初次接觸這本《有限溫度玻色凝聚氣體》（英文影印版），就被它如同“百科全書”般的詳實和係統所吸引。這本書的優點在於，它並沒有把有限溫度下的BEC看作是一種“修正”或“擾動”，而是將其視為BEC最本質、最普遍的存在狀態，並以此為齣發點，展開瞭深入的理論探討。 我尤其欣賞作者在處理“非理想性”問題時的細緻。書中花費瞭相當大的篇幅來討論各種類型的相互作用，包括短程和長程相互作用，以及它們對BEC形成和性質的影響。作者會清晰地給齣如何從微觀粒子相互作用推導齣宏觀統計性質的方法，這對於需要進行精確計算和模型構建的研究者來說，是非常寶貴的指導。 讓我印象深刻的是，書中對“多體效應”的探討。它不僅僅停留在二體相互作用的層麵，而是將目光投嚮瞭更復雜的、多粒子之間的協同作用。作者通過引入各種理論工具，比如Green函數方法、密度矩陣展開等，來描述和分析這些多體效應在有限溫度下的錶現。這讓我認識到，BEC的復雜性遠遠超齣瞭一開始的想象。 這本書的另一大亮點是，它非常注重理論與實驗的結閤。作者在闡述每一個理論概念時，都會適當地提及相關的實驗觀測，並分析理論模型如何能夠解釋這些實驗現象。這種“理論指導實驗，實驗驗證理論”的良性循環，貫穿瞭整本書，讓學習過程充滿瞭動態性和實踐性。 雖然這本書的閱讀門檻相對較高，但它提供的知識深度和廣度，絕對是物超所值的。對於希望在玻色凝聚體研究領域取得突破的科研人員來說，這本書無疑是一個強大的理論武器和寶貴的參考資源。它提供瞭一個完整的框架，讓我能夠從全新的角度去理解和分析BEC的方方麵麵。

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓人在反復研讀中不斷獲得新知的書。對於我這種在玻色凝聚領域摸索多年的研究者來說，這本書提供瞭一個極為寶貴的視角，那就是“有限溫度”的普適性和重要性。我以前可能更傾嚮於在理想模型下進行推導，而這本書則讓我看到瞭，脫離瞭理想模型的限製，實際的BEC係統會展現齣多麼豐富和復雜的光景。 我非常喜歡作者對“相變”這一概念的細緻入微的分析。它不僅僅是簡單地描述瞭從普通玻色氣體到凝聚體的轉變，而是深入到相變過程中每一個微小細節的演化。例如，書中對臨界現象的討論，包括其普適性類比以及對不同維度下相變行為的比較，都給我帶來瞭極大的啓發。讓我開始重新審視許多曾經被我視為“理所當然”的物理現象。 書中對於“量子漲落”的討論，雖然不是這本書的唯一焦點，但它卻以一種恰到好處的方式融入瞭有限溫度的討論中。作者並沒有把量子漲落獨立齣來作為一個單獨的章節，而是將其看作是有限溫度下BEC係統固有的一部分，並分析瞭它們如何影響係統的宏觀性質。這種“潤物細無聲”的處理方式，反而讓讀者更容易接受並理解這種復雜的相互作用。 而且，讓我驚喜的是，書中還涉及瞭一些前沿的研究方嚮，比如與超流、量子相乾性相關的討論，都與有限溫度下的BEC緊密相連。這讓我看到瞭理論研究如何不斷地嚮前推進，以及有限溫度這一條件在其中扮演的不可或缺的角色。 這本書的英文原文，在學術界的嚴謹性和錶達的準確性上，可以說是達到瞭極高的水準。對於需要進行前沿研究的學者來說，掌握和理解書中內容，無疑是必不可少的。它是一本值得反復閱讀和思考的“必讀”書籍，每一遍閱讀都會有新的收獲。

評分☆☆☆☆☆

專業書，就是發票處理齣瞭問題。。。

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有限溫度玻色凝聚氣體（英文影印版）

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