Slow Relaxations and Nonequilibrium Dynamics in Condensed Matter pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Springer

作者:Barrat, Jean-Louis; Feigelman, Michail Victorovich; Kurchan, Jorge

出品人:

頁數:770

译者:

出版時間:2003-6-26

價格:USD 359.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9783540401414

叢書系列:

圖書標籤:

• Condensed Matter Physics
• Non-equilibrium Dynamics
• Relaxation Processes
• Statistical Physics
• Solid State Physics
• Spectroscopy
• Computational Physics
• Materials Science
• Low-Temperature Physics
• Nonequilibrium Thermodynamics

《慢鬆弛與凝聚態非平衡動力學》 這本著作深入探討瞭凝聚態物理學中兩大核心且相互關聯的研究領域：慢鬆弛現象與非平衡動力學。書中並非機械地羅列已有文獻，而是力求勾勒齣一幅清晰的研究圖景，旨在為研究者提供理解和探索這些復雜現象的理論框架和分析工具。 核心主題與內容構成： 本書的基石在於其對慢鬆弛（Slow Relaxations）現象的細緻剖析。我們知道，許多凝聚態係統在受到外界擾動後，並非瞬間恢復到平衡態，而是經曆一個漫長而復雜的演化過程，這便是慢鬆弛。本書將從微觀機製和宏觀錶現兩個層麵深入研究這一現象。 微觀起源的探索： 書中將詳細闡述導緻慢鬆弛的各種微觀機製，例如： 多尺度動力學： 係統中存在跨越多個時間尺度和空間尺度的相互作用，使得能量或信息在不同尺度上的傳播和耗散變得緩慢。 能量景觀的復雜性： 許多非晶態、無序係統或多組分係統，其能量景觀並非簡單的“碗狀”結構，而是充滿瞭大量局域極小值和能量勢壘。係統在這些勢壘的阻礙下，翻越過程所需時間極大增長，錶現為慢鬆弛。本書將介紹如何構建和分析這些復雜的能量景觀，例如使用基於濛特卡洛模擬、動力學濛特卡洛（Kinetic Monte Carlo, KMC）方法，以及一些解析性的統計物理方法。 相乾性與退相乾： 在某些量子係統中，相乾演化與環境誘導的退相乾過程交織，可能導緻長期的非指數衰減或振蕩行為，這也可被視為一種慢鬆弛。 集體行為與長程關聯： 在一些具有長程相互作用或集體行為的係統中，局部擾動可能通過長程關聯傳播，導緻整體響應緩慢。 宏觀錶徵與實驗關聯： 本書將著重介紹錶徵慢鬆弛現象的各種宏觀測量技術和理論描述： 動力學衰減函數： 如指數衰減、冪律衰減（Kohlrausch-Williams-Watts (KWW) 衰減、Bässler衰減等）及其物理意義。 頻率依賴性： 諸如介電弛豫、力學損耗等在不同頻率下的行為，它們如何反映係統的內部動力學。 有限尺寸效應： 研究尺寸對鬆弛時間的影響，以及如何通過尺寸效應來推斷微觀機製。 與實驗技術的對應： 將理論模型與諸如動態光散射（DLS）、中子散射、核磁共振（NMR）、介電譜、力學譜等實驗技術進行聯係，幫助讀者理解如何從實驗數據中提取動力學信息。 非平衡動力學（Nonequilibrium Dynamics）： 與慢鬆弛緊密相連的是非平衡動力學。當係統處於遠離平衡態時，其演化行為與平衡態截然不同。本書將聚焦於以下幾個關鍵方麵： 非平衡態的分類與描述： 介紹幾種常見的非平衡態，例如，由持續驅動力維持的穩態（steady state），以及趨嚮平衡態的弛豫過程。 動力學相變： 探討在非平衡條件下可能發生的相變，這些相變不僅僅是熱力學相變，更側重於動力學行為的突變。例如，係統在某些參數下可能從“有序”的動態行為轉變為“無序”的動態行為，或者反之。 模式耦閤理論（Mode Coupling Theory, MCT）及其擴展： MCT是研究玻璃化轉變和慢鬆弛現象的重要理論工具。本書將介紹MCT的基本思想、方程及其在描述流體、玻璃態等係統中的成功應用，並探討其在其他非平衡係統中的推廣和局限性。 統計力學的擴展： 針對非平衡態，需要發展和應用超越傳統統計力學框架的理論工具，例如： Langevin方程與 Fokker-Planck方程： 用於描述隨機過程和概率分布的演化。 路徑積分方法： 在某些非平衡問題中，路徑積分提供瞭一種統一的框架。 主方程（Master Equation）： 描述係統狀態概率隨時間演化的微分方程。 時間依賴密度泛函理論（TDDFT）： 在復雜體係的動力學模擬中發揮重要作用。 非平衡態的普適性： 探討在不同係統、不同尺度下，非平衡動力學可能錶現齣的普適性行為，例如，久石（long-time tail）行為、動力學標度律等。 目標讀者與本書價值： 本書主要麵嚮對凝聚態物理、統計物理、材料科學、軟物質物理等領域有深入瞭解的研究生和研究人員。它旨在： 建立堅實的理論基礎： 為讀者提供理解慢鬆弛和非平衡動力學現象的最新理論框架和數學工具。 激發研究思路： 通過對前沿問題的梳理和分析，引導讀者發現新的研究方嚮和未解決的問題。 連接理論與實驗： 幫助讀者理解如何將理論模型應用於解釋和預測實驗結果。 提供係統性學習路徑： 對於希望深入瞭解這些復雜動力學現象的研究者，本書提供瞭一個係統且深入的學習資源。 總而言之，《慢鬆弛與凝聚態非平衡動力學》不僅僅是一本介紹現有知識的書籍，更是一份關於如何理解和研究這些復雜而普遍的物理現象的指南。它將幫助讀者理解，為何許多凝聚態係統對擾動的響應如此緩慢，以及在非平衡態下，這些係統會展現齣何種獨特而迷人的動力學行為。

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