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量子场论是如何被引入凝聚态物理的? 第1页

  

user avatar   miao-jian-jian 网友的相关建议: 
      

我不了解历史,所以下面是我的臆想

Kardar有两本统计教材名字叫做《粒子的统计物理学》和《场的统计物理学》

统计物理学最主要是19世纪的玻尔兹曼以及之后的吉布斯(系综理论)等人发展起来的(不过根据一本玻尔兹曼的传记提到玻尔兹曼已经有系综的概念,只是他的论文太难读,所以没什么人注意到)

然后20世纪初有了量子力学,把量子力学和统计结合在一起就有了量子统计物理,如费米-狄拉克统计,玻色-爱因斯坦统计。

然后人们开始用量子统计来研究固体,索末菲就把之前基于经典分子动力学的Drude模型升级成自由电子气模型,不过这里还没有相互作用。

与此同时,随着狄拉克神奇地发现了狄拉克方程,粒子物理引入量子场论已是大势所趋。那个时候粒子物理的很多实验可以测得很准,lamb位移这类,哪里有优秀的实验,哪里就会产生伟大的物理学家。经过费曼、施温格等人的发展,一个至今最精确的量子场论QED建立起来,而且在里面微扰论用得很好,我们现在知道是因为QED有个红外不动点。

等到QED在理论上已经很完备了(除了人们没有物理地理解重正化),朗道以及他的学生阿布里科索夫等人过了朗道势垒,却空有一身场论的本领无处施展,于是他们用微扰论来研究固体,那时候这门学科叫做多体物理,比如这些专著的名字《The Many-body Problem》《The Quantum Mechanics of Many-Body Systems》,Pines和Thouless是比较传统的固体物理学家,理论上基于量子统计,不过阿布里科索夫等人是借鉴QED那一套,所以书名也就叫《统计物理学中的量子场论方法》。

后来粒子物理随着加速器蓬勃发展,相应的量子场论也发展到非阿贝尔量子规范场论,particle physics有了自己standard model。固体物理一直因为不够fundamental而在鄙视链中处于粒子物理的下风。

所以Fetter、Mahan和Negele的书名叫做《Quantum Theory of Many-Particle Systems》《Many Particle Physics》《Quantum Many Particle Systems》,嗯,多粒子物理。

不过粒子物理还是借鉴了固体里面的对称破缺的概念,所以Anderson直接把固体物理升级成凝聚态物理,嗯,这个名字高大上,more is different。

这样凝聚态的理论方法也有了更高大上的名字,凝聚态场论,如Altland的书名《Condensed Matter Field Theory》。

不过我们知道,凝聚态场论的内涵是统计场论,特别是在路径积分表述下,特指高能的量子场论和特指凝聚态的统计场论有近乎一模一样的框架,往极端了说就差一个Wick转动(在1+1维共形场论里面也可以有洛仑兹对称性)。

不过一般BB的都是平庸的人,伟大的Wilson早已看穿了这一切,他为传统的量子场论填上最后的屋顶——重整化群,然后又用这个方法解决了统计物理里面的相变问题。

上面这些都是我自己胡乱看书根据各种书名臆想的历史,真实的历史,还是等到凝聚态解决了强关联问题,到时候会有人来梳理这段历史的。




  

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