La teoria quantistica dei campi e le sue manifestazioni macroscopiche: Condensazione dei bosoni, modelli ordinati e difetti topologici

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Titolo originale:

Quantum Field Theory and Its Macroscopic Manifestations: Boson Condensation, Ordered Patterns and Topological Defects

Contenuto del libro:

La dinamica quantistica è alla base dei sistemi macroscopici che presentano un qualche tipo di ordinamento, come i superconduttori, i ferromagneti e i cristalli. Anche le strutture su larga scala nell'Universo e l'ordinamento nei sistemi biologici sembrano essere la manifestazione di dinamiche microscopiche che governano i loro componenti elementari.

Lo scopo di questo libro è quello di rispondere a domande quali: come avviene che la scala mesoscopica/macroscopica e la stabilità che caratterizza questi sistemi siano generate dinamicamente dalla scala microscopica dei componenti quantistici fluttuanti. Come le particelle quantistiche coesistono e interagiscono con oggetti macroscopici dal comportamento classico, ad esempio vortici, domini magnetici e altri difetti topologici. L'origine quantistica dei difetti topologici e la loro interazione con i quanti è una questione cruciale per la comprensione delle transizioni di fase a rottura di simmetria e della formazione di strutture in un'ampia gamma di sistemi, dalla materia condensata alla cosmologia.

Non discutendo volutamente altri importanti problemi, in primo luogo quello della rinormalizzazione, questo libro fornisce risposte a tali domande in un quadro fisico e matematico unitario e autoconsistente, che lo rende unico nel panorama dei testi esistenti su un argomento simile. Cristalli, ferromagneti e superconduttori sembrano essere sistemi quantistici macroscopici, cioè le loro proprietà macroscopiche non possono essere spiegate senza ricorrere alla dinamica quantistica sottostante.

Riconoscere che la dinamica quantistica dei campi non è confinata al mondo microscopico è uno dei risultati di questo libro, che lo differenzia anche da altri testi. L'uso combinato di metodi algebrici e di formalismi operatori e funzionali costituisce un'altra caratteristica distintiva e preziosa.