Quantum Physics of Light and Matter : Photons, Atoms, and Strongly Correlated Systems

این کتاب درسی فشرده اما جامع، که اکنون در ویرایش دوم به‌طور قابل‌توجهی بازبینی و توسعه یافته است، مقدمه‌ای ضروری برای کمیت‌سازی میدانی نور و ماده با کاربردهایی در فیزیک اتمی و سیستم‌های همبسته قوی ارائه می‌کند. پس از بررسی اولیه منشا نسبیت خاص و مکانیک کوانتومی، فصل‌های جداگانه‌ای به کوانتیزه‌سازی دوم میدان الکترومغناطیسی و پیامدهای کوانتیزه‌سازی میدان نوری برای توصیف انتقال‌های الکترومغناطیسی اختصاص داده شده است. سپس اسپین الکترون با توجه خاص به استخراج آن از معادله دیراک تحلیل می‌شود. موضوعات بعدی شامل تأثیر میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی خارجی بر روی طیف‌های اتمی و ویژگی‌های سیستم‌های متشکل از بسیاری از ذرات متقابل یکسان است. این کتاب همچنین توضیح مفصلی درباره کوانتیزه دوم میدان ماده غیرنسبیتی، یعنی میدان شرودینگر، که ابزار قدرتمندی برای بررسی مشکلات چند جسمی، و اپتیک کوانتومی اتمی و درهم تنیدگی ارائه می‌دهد، ارائه می‌دهد. در نهایت، دو فصل جدید ادغام عملکردی با دمای محدود میدان‌های بوزونی و فرمیونی را برای مطالعه پدیده‌های کوانتومی ماکروسکوپی معرفی می‌کنند: ابرسیالیت و ابررسانایی. چندین مسئله حل شده در پایان هر فصل گنجانده شده است که به خوانندگان کمک می کند تا همه چیزهایی را که آموخته اند به کار گیرند.

This compact but exhaustive textbook, now in its significantly revised and expanded second edition, provides an essential introduction to the field quantization of light and matter with applications to atomic physics and strongly correlated systems. Following an initial review of the origins of special relativity and quantum mechanics, individual chapters are devoted to the second quantization of the electromagnetic field and the consequences of light field quantization for the description of electromagnetic transitions. The spin of the electron is then analyzed, with particular attention to its derivation from the Dirac equation. Subsequent topics include the effects of external electric and magnetic fields on the atomic spectra and the properties of systems composed of many interacting identical particles. The book also provides a detailed explanation of the second quantization of the non-relativistic matter field, i.e., the Schrödinger field, which offers a powerful tool for the investigation of many-body problems, and of atomic quantum optics and entanglement. Finally, two new chapters introduce the finite-temperature functional integration of bosonic and fermionic fields for the study of macroscopic quantum phenomena: superfluidity and superconductivity. Several solved problems are included at the end of each chapter, helping readers put into practice all that they have learned.