کتاب Fundamentals of Photon Physics (مبانی فیزیک فوتون) به ده بخش تقسیم شده است، با بررسی رابطه بین مکانیک موج فوتون و نظریه میدان کوانتومی آغاز میشود. سپس تئوری های حالت های صفر و یک فوتون و دو فوتونها را شرح میدهد.
نویسنده پس از بحث در مورد قوانین بقا، فرمولبندیهای لاگرانژی، فاز هندسی و توپولوژی، به سمت نظریه پراکندگی فوتون میرود و بر رویکرد عملگر ماتریس چگالی و نقش قضایای انقراض میکروسکوپی تأکید میکند.
در قسمت بعدی بر روی QED مزوسکوپی تمرکز دارد و توجه ویژهای به تحریکات جمعی ژلیوم و برهمکنشهای فوتون-اسپین دارد. توجه ویژهای به مبانی برهمکنش فوتون-مگنون و الکترودینامیک ابررسانای غیرخطی، از جمله پدیده یکسوسازی غیرخطی مایسنر، قبل از مطالعه تئوری فوتونهای عرضی گره خورده به ذرات سنگین داده شده است.
در ادامه مقدمهای از کتاب Fundamentals of Photon Physics را از زبان نویسنده شرح خواهیم داد.
مقدمهای بر کتاب Fundamentals of Photon Physics:
الکترودینامیک میکروسکوپی آن شاخه از فیزیک است که با برهمکنش میدان میان ذرات سنگین باردار میکروسکوپی مانند الکترونها و هستهها سروکار دارد. در حوزه خاصی از الکترودینامیک میکروسکوپی، ویژگیهای کوانتومی نور و ماده، و این حوزه با نام الکترودینامیک کوانتومی، مخفف QED مشخص میشود.
در حوزه غیر نسبیتی به جای برچسب QED اغلب از نام اپتیک کوانتومی در قدردانی از این شرایط استفاده میشود که کوانتیزاسیون میدان در اینجا اغلب به عنوان شاخهای از اپتیک ظاهر میشود. در کتاب Fundamentals of Photon Physics با عنوان «اصول فیزیک فوتون»، من بر اثر انگشت جفت شدن ذره-میدان بر روی متغیرهای میدان تاکید میکنم.
با این ذهنیت از نام فیزیک فوتون استفاده میکنم. اگرچه کتاب Fundamentals of Photon Physics با کلمه «اصول» شروع میشود، اما تا حدودی یک دیدگاه شخصی است که به طور معقول میتواند به عنوان اصول اولیه QED توصیف شود. در این کتاب من نظریه فیزیکی تعدادی از موضوعات کاملا متمایز را که همگی متعلق به فیزیک فوتون بنیادی هستند، مورد بررسی قرار میدهم.
پوشش چارچوب نظریه فوتون در یک جلد واحد امکانپذیر نیست. در کتاب CRC من که قبلا منتشر شده است با عنوان «نور. فیزیک فوتون» جنبههای دیگری از فیزیک فوتون پایه مورد بررسی قرار گرفته است. دو کتاب من در مورد نظریه فیزیک فوتون با هم همپوشانی کمی دارند.
من سعی کردهام تا حدودی از قابهای نشانهگذاری یکسانی در دو کتاب استفاده کنم تا برای خواننده جابهجایی بین کتابها آسانتر شود.
کتاب Fundamentals of Photon Physics به ده بخش اصلی (I-X) تقسیم شده است که به نظریههای مکانیک موج و میدان کوانتومی فوتونها (I)، حالتهای صفر و یک فوتونی و دو فوتون (II)، قوانین بقاء، لاگرانژیانها، فاز هندسی و توپولوژی (III)، نظریه پراکندگی فوتون و فرمالیسم اپراتور چگالی (IV) اختصاص دارد. هر یک از بخشهای I-IV به چهار فصل تقسیم میشود. بخش V که به مبانی الکترودینامیک مزوسکوپی میپردازد، دارای شش فصل متمرکز بر نوسانات جمعی الکترون-فوتون در سیستمهای ژلیوم و برهمکنش اسپین فوتون است.
دو بخش بعدی (VI، VII) کتاب Fundamentals of Photon Physics، هر کدام به سه فصل تقسیم میشوند. بخش VI به مبانی الکترودینامیک مگنون و نظریه فعلی نویسنده برای اصلاح الکترومغناطیسی غیرخطی در ابررساناهای BCS میپردازد. در دو حوزه فوقالذکر، برهمکنش اسپین فوتون نقش مرکزی دارد.
فوتونها میتوانند به ذرات سنگین متصل شوند و در بخش VIII ما مثالهایی از چگونگی ظهور این پدیده در الکترودینامیک تکذرهای (الکترون، اتم) و به شکل یک ابر فوتونی متصل به شبهذره پلاسماریتون را مورد بحث قرار میدهیم. در بخش VIII توجه خود را به سمت نظریه فوتونها در ساختارهای منحنی معطوف میکنیم. با شروع از الکترودینامیک در نسبیت عام و قابهای غیر اینرسی، ما در ساختارهایی که فقط انحنا فضایی دارند تخصص مییابیم.
با فرض ضمنی اینکه خواننده عمومی کتاب Fundamentals of Photon Physics پیشینه نظری عمدتا در الکترودینامیک دارد، من برای چنین خوانندگانی توصیف کوتاهی از نحوه ظهور الکترودینامیک کوانتومی به عنوان بخشی از نظریه الکترو ضعیف ارائه میدهم (بخش IX).
بخش نهایی (X) کتاب Fundamentals of Photon Physics مقدمهای بر نظریه تکقطبی مغناطیسی، ذرهای که توسط دیراک در سال 1931 پیشبینی شد و از آن زمان تاکنون به صورت تجربی جستجو شده است، بدون موفقیت ارائه میدهد.
فوتون نقش مهمی در نظریه تکقطبی الکترودینامیک ایفا میکند و در نظریه گیج غیر آبلیایی، مجموعهای از معادلات دینامیکی بین ایزو بردارهای میدان (Eiso، Biso) به صورت یکسان با معادلات حاکم بر نظریه الکترودینامیک ماکسول-دیراک در میآید. در نظریه گیج غیر آبلیایی تکقطبی مغناطیسی ممکن است در قالب یک راهحل «جوجه تیغی» استاتیک برای مجموعه روابط ایزو بردار ظاهر شود. بخشهای VIII-X کتاب Fundamentals of Photon Physics، هر کدام به چهار فصل تقسیم میشوند.
سرفصلهای کتاب Fundamentals of Photon Physics:
- Cover
- Half Title
- Series Page
- Title Page
- Copyright Page
- Dedication
- Contents
- Foreword
- Author Biography
- Preface
- SECTION I: Photons: Wave Mechanics and Quantum Field Theory
- CHAPTER 1: Bird’s-Eye View of Electrodynamics as a Gauge Theory
- CHAPTER 2: Dynamical Evolution Equations of Gauge Photons
- CHAPTER 3: Quantum Theory of Gauge Photons in Structural Vacuum
- CHAPTER 4: Maxwell Operator Equations. Einstein Causality
- SECTION II: Zero – and One-Photon States. Bi-photons
- CHAPTER 5: From Gauge-Photon Vacuum to Bi-Photons
- CHAPTER 6: Operator Extinction Theorem: Mean Fields, Correlations and Fluctuations in Free Space
- CHAPTER 7: Group Theory of One-Photon States
- CHAPTER 8: Wave-Packet Photons and Bi-Photons
- SECTION III: Conservation Laws and Lagrangians. Geometric Phase and Topology
- CHAPTER 9: From Gauge-Photon Wave Mechanics to the Magnetostatic Aharonov-Bohm Vector Potential
- CHAPTER 10: Invariance Properties and Conservation Laws in Electrodynamics
- CHAPTER 11: Topology and Geometric Phase
- CHAPTER 12: Lagrangian Approach to Electrodynamics
- SECTION IV: Photon Scattering Theory. Density Operator Formalism
- CHAPTER 13: Standard Light Scattering Theory, Ante Omnia
- CHAPTER 14: Semiclassical Light Scattering
- CHAPTER 15: Density Matrix Formalism. Resolvent Operator
- CHAPTER 16: Microscopic Extinction Theorems
- SECTION V: Basics of Mesoscopic Electrodynamics
- CHAPTER 17: Notes on Nonlocal Electrodynamics
- CHAPTER 18: Quantum-Field Formalism
- CHAPTER 19: Surface Plasmons, Plasmaritons and Jellions: Classical Electrodynamics
- CHAPTER 20: Quantum Theory of Collective Jellium Fields
- CHAPTER 21: Heading for Jellion Quasiparticles
- CHAPTER 22: Photon-Spin Interaction
- SECTION VI: Basics of Magnon and Superconductor Electrodynamics
- CHAPTER 23: Spin-1/2 Current Density: Exponential Photon Source Confinement
- CHAPTER 24: Spin Waves in Ferromagnets
- CHAPTER 25: Nonlinear Electromagnetic Rectification in BCS Superconductors
- SECTION VII: Photons Tied to Massive Particles
- CHAPTER 26: Radiation Reaction in the Self-Field Approach
- CHAPTER 27: Particle Dressed by a Cloud of Transverse Photons
- CHAPTER 28: The Plasmariton Quasiparticle. Surface Plasmaritons
- SECTION VIII: Photons in Curved Structures
- CHAPTER 29: The Classical Light Particle: Geodesics and Free Fall
- CHAPTER 30: Electrodynamics in General Relativity and Non-Inertial Frames
- CHAPTER 31: Electrodynamics in Spatially Curved Structures
- CHAPTER 32: Field-Coupled Surface Shrodinger Equation. Mobius-Band Electrodynamics
- SECTION IX: Extension of Quantum Electrodynamics to Electro-Weak Interaction
- CHAPTER 33: Parity Conservation and Violation
- CHAPTER 34: Abelian and Non-Abelian Gauge Fields
- CHAPTER 35: Hidden Gauge Invariance: U(1) Case
- CHAPTER 36: Electro-Weak Theory: An Introduction
- SECTION X: Magnetic Monopoles
- CHAPTER 37: On the Dirac Monopole and Its Attached String
- CHAPTER 38: Magnetic Monopoles: Non-Retarded Electrodynamics
- CHAPTER 39: Photon Wave Mechanical Monopole Theory
- CHAPTER 40: Magnetic Monopoles in Non-Abelian Gauge Symmetry
- Bibliography
- Index
جهت دانلود کتاب Fundamentals of Photon Physics میتوانید پس از پرداخت، دریافت کنید.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.