Nhà xuất bản: World Scientific Publishing Co. Inc.

Năm xuất bản: 2017

Cuốn sách là một tài liệu nhập môn chuyên sâu về các hiện tượng tập thể trong hệ nhiều hạt, tập trung vào những lĩnh vực quan trọng như plasma, chất siêu dẫn, helium-3 siêu lỏng và tinh thể lỏng.

🌌 Từ các hạt riêng lẻ đến những kích thích tập thể

Một trong những nội dung cốt lõi của cuốn sách là nghiên cứu cách các hệ nhiều hạt hình thành nên những hiện tượng tập thể. Đối với khí boson hoặc fermion, các dao động mật độ có thể xuất hiện dưới nhiều dạng khác nhau và được mô tả thông qua những tổ hợp khác nhau của các biến trường.

Đặc biệt, cuốn sách tập trung phân tích sự cạnh tranh giữa các kênh kích thích khác nhau – một vấn đề đóng vai trò quan trọng trong việc giải thích nhiều hiện tượng vật lý.

Tác giả giới thiệu các kỹ thuật cơ bản để xây dựng lý thuyết trường tập thể dựa trên công thức tích phân phiếm hàm Feynman, trong đó việc thay đổi các biến tích phân cho phép chuyển từ mô tả bằng các trường cơ bản sang mô tả bằng những trường tập thể phù hợp với các kích thích chi phối của hệ.

⚛️ Siêu lỏng ³He – sự cạnh tranh giữa lực hút và lực đẩy

Một ví dụ tiêu biểu được cuốn sách đề cập là helium-3 siêu lỏng (³He).

Trong hệ này, các nguyên tử có thể hút nhau bởi lực tương tác phân tử, trong khi ở khoảng cách rất ngắn, chúng lại đẩy nhau do tương tác lõi cứng (hardcore repulsion). Lực hút tạo ra các cặp Cooper, còn lực đẩy được khắc phục thông qua các dao động paramagnon.

Sự kết hợp và cạnh tranh giữa các cơ chế này đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành và giải thích hiện tượng siêu lỏng của ³He – một trong những hiện tượng đặc biệt của vật lý chất ngưng tụ.

⚡ Plasma và chất siêu dẫn – những kích thích tập thể đặc biệt

Đối với khí electron, cuốn sách nghiên cứu sự tương tác giữa dao động plasma (plasma oscillations) và quá trình hình thành cặp.

Trong các hệ mang điện, những kích thích tập thể như plasmon có thể đóng vai trò quan trọng trong việc mô tả các tính chất vật lý của hệ. Bên cạnh đó, các trường cặp (pair fields) cũng được sử dụng để nghiên cứu những hiện tượng liên quan đến chất siêu dẫn.

Thông qua cách tiếp cận lý thuyết trường, các hiệu ứng lượng tử phức tạp có thể được chuyển sang ngôn ngữ của các trường tập thể, giúp việc nghiên cứu và tính toán trở nên hiệu quả hơn.

🔬 Tinh thể lỏng và những đối xứng kỳ lạ

Một chủ đề thú vị khác của cuốn sách là tinh thể lỏng – hệ vật chất được hình thành từ các phân tử có dạng que hoặc đĩa.

Các phân tử này có thể tạo nên những cấu trúc định hướng đặc biệt với các dạng đối xứng bất thường. Cuốn sách đề cập đến ý tưởng về những mẫu đối xứng năm lần hoặc bảy lần, một vấn đề có ý nghĩa quan trọng trong lịch sử nghiên cứu các vật liệu có cấu trúc đối xứng đặc biệt.

Đây cũng là một trong những nội dung kết nối giữa lý thuyết vật lý và những khám phá thực nghiệm về vật liệu, cho thấy cách các mô hình lý thuyết có thể mở đường cho những phát hiện mới trong khoa học vật liệu.

🧮 Từ lý thuyết đến các mô hình có thể giải được

Chương cuối của cuốn sách giới thiệu một số mô hình có thể giải chính xác, qua đó minh họa cách thức hoạt động của lý thuyết trường tập thể.

Đáng chú ý, một trong những mô hình được trình bày đã góp phần minh họa sự tồn tại của siêu đối xứng bị phá vỡ (broken supersymmetry) trong các hạt nhân – một chủ đề giao thoa giữa vật lý hạt nhân và vật lý lý thuyết hiện đại.

📑 Nội dung chính của cuốn sách

Cuốn sách được xây dựng theo hướng từ cơ sở lý thuyết đến ứng dụng, bao gồm:

🔹 Phương pháp toán học chuyển đổi giữa các mô tả trường và xây dựng trường tập thể.
🔹 Lý thuyết trường tập thể dựa trên tích phân phiếm hàm Feynman.
🔹 Dao động plasma và plasmon trong các hệ hạt mang điện.
🔹 Hiện tượng siêu dẫn và sự hình thành cặp Cooper.
🔹 Helium-3 siêu lỏng (³He) và sự cạnh tranh giữa các tương tác.
🔹 Tinh thể lỏng và các cấu trúc đối xứng đặc biệt.
🔹 Phép biến đổi Hubbard–Stratonovich trong nghiên cứu sự cạnh tranh giữa các kênh tương tác.
🔹 Các mô hình giải được, trong đó có mô hình minh họa sự phá vỡ siêu đối xứng trong hạt nhân.

🎓 Tài liệu tham khảo dành cho bạn đọc yêu thích vật lý và khoa học vật liệu

Với nội dung kết hợp giữa vật lý lý thuyết, lý thuyết trường lượng tử, vật lý chất ngưng tụ và khoa học vật liệu, Collective Classical and Quantum Fields là nguồn tài liệu tham khảo hữu ích dành cho giảng viên, nhà nghiên cứu, nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên trong các lĩnh vực liên quan.

Cuốn sách không chỉ giúp người đọc tiếp cận các khái niệm về trường cổ điển và trường lượng tử tập thể, mà còn cho thấy cách những khái niệm toán học và lý thuyết có thể được vận dụng để giải thích các hiện tượng đặc biệt trong thế giới vật chất.

________________________________________

Sách có sẵn tại  Phòng đọc mở  tầng 3 -   Tòa nhà Thư viện Trường ĐHXDHN

Bạn đọc có thể xem thông tin sách tại đây

Thư viện Trường ĐHXDHN