相転移・臨界現象とくりこみ群(電子書籍版)

出版社: 丸善出版
著者:
発行日: 2017-04-25
分野: 基礎・関連科学  >  基礎医学関連科学一般
ISBN: 9784621301562
電子書籍版: 2017-04-25 (電子書籍版)
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5,720 円(税込)

商品紹介

相転移は、熱力学関数に現れる特異性です。本書は、相転移とは何か、から説き、熱力学・統計力学による記述、平均場理論、Landau理論などの基礎的解説を行った後、相転移に伴う臨界現象の具体的な状態や普遍的性質、その理解に不可欠なくりこみ群について詳説しています。

目次

  • 表紙
  • はじめに
  • 目次
  • 1 概論
  • 1.1 相転移と臨界現象
  • 1.2 普遍性とくりこみ群
  • 1.3 有効理論
  • 1.4 歴史
  • 1.5 本書の構成
  • 2 相転移とは何か
  • 2.1 統計力学と熱力学関数
  • 2.2 Ising模型
  • 2.3 相転移はどのようにして起こるか
  • 2.4 対称性の自発的破れ
  • 2.5 相転移の特徴
  • 3 平均場理論
  • 3.1 Weissの分子場近似
  • 3.2 Ising模型の平均場近似
  • 3.3 平均場近似の特徴
  • 3.4 気体 - 液体の相転移
  • 4 Landau理論
  • 4.1 Landau展開
  • 4.2 ゆらぎと相関関数
  • 4.3 Landau関数の微視的導出
  • 4.4 Landau理論と普遍性
  • 4.5 平均場理論の破綻
  • 5 動的現象と相転移
  • 5.1 Markov過程
  • 5.2 Glauberダイナミクス
  • 5.3 Langevinダイナミクス
  • 6 可解模型
  • 6.1 1次元Ising模型
  • 6.2 2次元Ising模型と高温展開
  • 6.3 球形模型
  • 7 スケーリング理論
  • 7.1 スケールと異常次元
  • 7.2 スケーリング則
  • 7.3 スケーリング仮説
  • 7.4 相関長とスケーリング
  • 7.5 粗視化の方法
  • 8 くりこみ群
  • 8.1 1次元Ising模型
  • 8.2 くりこみ群の一般論
  • 8.3 まとめ
  • 9 実空間くりこみ群
  • 9.1 1次元Ising模型
  • 9.2 2次元Ising模型
  • 9.3 三角格子Ising模型
  • 9.4 Migdal - Kadanoffくりこみ群
  • 9.5 von Koch曲線
  • 10 運動量空間くりこみ群
  • 10.1 φ4模型
  • 10.2 Gauss模型
  • 10.3 摂動展開
  • 10.4 くりこみ群の流れと固定点
  • 11 演算子積展開
  • 11.1 演算子積展開
  • 11.2 くりこみ群への応用
  • 12 連続対称性
  • 12.1 連続対称性をもつ系
  • 12.2 南部 - Goldstoneモード
  • 12.3 秩序相の存在可能性
  • 12.4 O ( n ) φ4模型のくりこみ群解析
  • 12.5 Kosterlitz - Thouless転移
  • 12.6 非線形シグマ模型
  • 13 くりこみとくりこみ群
  • 13.1 von Koch曲線のくりこみ
  • 13.2 非線形シグマ模型のくりこみ
  • 13.3 微分方程式の漸近解析
  • 14 量子系の相転移・臨界現象
  • 14.1 量子効果
  • 14.2 スピン波の量子化
  • 14.3 物理量の特異性
  • 14.4 Ising模型の量子古典対応
  • 14.5 経路積分
  • 14.6 横磁場Ising模型
  • 14.7 スケーリング理論
  • 付録A 数学的手法
  • A.1 鞍点法
  • A.2 キュムラント展開
  • A.3 Holderの不等式
  • 付録B スピン演算子
  • B.1 スピン演算子と固有状態
  • B.2 スピンコヒーレント状態
  • B.3 Schwingerボソン
  • B.4 スピンコヒーレント状態の性質
  • 付録C 場の変数とGreen関数
  • C.1 Fourier変換
  • C.2 Green関数
  • C.3 Gauss積分
  • 付録D Monte Carlo法のアルゴリズム
  • D.1 Metropolisアルゴリズム
  • D.2 デーモンアルゴリズム
  • D.3 注意点
  • 付録E 2次元Ising模型の解
  • E.1 ループ数の計算
  • E.2 分配関数のゼロ点
  • 付録F クロスオーバー
  • F.1 クロスオーバー
  • F.2 有限サイズスケーリング
  • 付録G Jordan - Wigner変換
  • G.1 Jordan - Wigner変換
  • G.2 1次元XY模型
  • 付録H 参考文献
  • H.1 書籍
  • H.2 論文
  • 索引
  • 奥付

この書籍の参考文献

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付録H 参考文献

P.370 掲載の参考文献
[1] 西森秀稔 : 「相転移・臨界現象の統計物理学」 (培風館, 2005年).
[3] N. Goldenfeld : Lectures on Phase Transitions and the Renormalization Group (Westview Press, 1992).
[4] S. K. Ma : Modern Theory of Critical Phenomena (Westview Press, 1976, 2000).
[5] J. J. Binney, N. J. Dowrick, A. J. Fisher, and M. E. J. Newman : The Theory of Critical Phenomena : An Introduction to the Renormalization Group (Oxford University Press, 1992).
[8] M. Le Bellac : Quantum and Statistical Field Theory (Oxford University Press, 1991).
[10] 江沢洋, 鈴木増雄, 渡辺敬二, 田崎晴明 : 「くりこみ群の方法」 (岩波書店, 2000年).
[11] 川崎恭治 : 「非平衡と相転移-メソスケールの統計物理学」 (朝倉書店, 2000年).
[12] 宮下精二, 轟木義一 : 「演習形式で学ぶ相転移・臨界現象」 (サイエンス社, 2011年).
[13] 田崎晴明 : 「熱力学」 (培風館, 2000年).
[14] 清水明 : 「熱力学の基礎」 (東京大学出版会, 2007年).
[15] 田崎晴明 : 「統計力学 I, II」 (培風館, 2008年).
[16] 小口武彦 : 「磁性体の統計理論」 (裳華房, 1970年).
[17] 久保健, 田中秀数 : 「磁性I」 (朝倉書店, 2008年).
[18] 九後汰一郎 : 「ゲージ場の量子論 I, II」 (培風館, 1989年).
[19] R. J. Baxter : Exactly Solved Models in Statistical Mechanics (Academic Press, 1982). https://physics.anu.edu.au/theophys/baxter_book.php
[21] 大野克嗣「非線形な世界」 (東京大学出版会, 2009年).
P.373 掲載の参考文献
[1] W. Lenz : Physik. Z. 21, 613 (1920) ; E. Ising : Beitrag zur Theorie des Ferromagnetismus, Zeits. f. Physik A 31, 253 (1925). Ising模型.
[2] W. Heisenberg : Mehrkorperproblem und Resonanz in der Quantenmechanik, Zeits. f. Physik A 38, 411 (1926). Heisenberg模型 (交換相互作用).
[3] P. Zeeman : On the influence of magnetism on the nature of the light emitted by a substance, Phil. Mag. 43, 226 (1897). Zeeman効果.
[4] R. Peierls : On Ising's model of ferromagnetism, Proc. Cambidge Phil. Soc. 32, 477 (1936). Peierlsの議論.
[5] R. B. Griffiths : Peierls proof of spontaneous magnetization in a twodimensional Ising ferromagnet, Phys. Rev. 136, A437 (1964). 2次元Ising模型における自発磁化の存在証明.
[6] C. N. Yang and T. D. Lee : Statistical theory of equations of state and phase transitions. I. Theory of condensation, Phys. Rev. 87, 404 (1952) ; T. D. Lee and C. N. Yang : Statistical theory of equations of state and phase transitions. II. Lattice gas and Ising model, Phys. Rev. 87, 410 (1952). Lee-Yangゼロ, 格子気体模型.
[7] M. E. Fisher : The nature of critical points, Lectures in Theoretical Physics Vol. 7c, edited by W. E. Brittin (University of Colorado Press, 1965). Fisherゼロ.
[8] R. B. Griffiths : Spontaneous magnetization in idealized ferromagnets, Phys. Rev. 152, 240 (1966). 長距離秩序と自発磁化の関係.
[9] P. Weiss : L'hypoth`ese du champ moleculaire et la propriete ferromagnetique, J. Phys. Theor. Appl. 6, 661 (1907). 分子場近似.
[10] K. Husimi : Proc. Int. Conf. Theor. Phys. 531 (1953) ; H. N. V. Temperley : The Mayer theory of condensation tested against a simple model of the imperfect gas, Proc. Phys. Soc. A 67, 233 (1954). 伏見-Temperley模型.
[11] R. P. Feynman : Slow electrons in a polar crystal, Phys. Rev. 97, 660 (1955). 変分法を用いた電子系基底状態のエネルギー.
[12] J. W. Gibbs : Elementary principles in statistical mechanics (Cambridge University Press, 1902) ; N. N. Bogoliubov : Dokl. Akad. Nauk USSR 119, 244 (1958) [Soviet Phys. Doklady 3, 292 (1958)]. Gibbs-Bogoliubovの不等式.
[13] L. D. Landau : On the theory of phase transitions Part I, Sov. Phys. JETP 7, 19 (1937) ; On the theory of phase transitions Part II, Sov. Phys. JETP 7, 627 (1937). Landau理論.
[14] V. L. Ginzburg and L. D. Landau : On the theory of superconductivity, Sov. Phys. JETP 20, 1064 (1950). Ginzburg-Landau理論.
[15] L. S. Ornstein and F. Zernike : Proc. Acad. Sci. Amsterdam 17, 793 (1914). Ornstein-Zernike方程式.
[16] R. L. Stratonovich : Soviet Phys. Doklady 2, 416 (1958) ; J. Hubbard : Calculation of partition functions, Phys. Rev. Lett. 3, 77 (1959). Hubbard-Stratonovich変換.
[17] V. L. Ginzburg : Soviet Physics-Solid State 2, 1824 (1960). Ginzburgの基準.
[18] A. Nordsieck, W. E. Lamb Jr., G. E. Uhlenbeck : On the theory of cosmicray showers I The Furry model and the fluctuation problem, Physica 7, 344 (1940). マスター方程式.
[19] R. J. Glauber : Time-dependent statistics of the Ising model, J. Math. Phys. 4, 294 (1963). Glauber ダイナミクス. Ising模型の動的効果.
[20] P. Langevin : C. R. Acad. Sci. (Paris) 146, 530 (1908). Langevin方程式.
[21] A. Einstein : Uber die von der molekularkinetischen Theorie der Warme geforderte Bewegung von in ruhenden Flussigkeiten suspendierten Teilchen, Annalen der Physik 322, 549 (1905). Brown運動の理論.
[22] A. D. Fokker : Annalen der Physik 348, 810 (1914) ; M. Planck : Sitzungsber. Preuss. Akad. Wiss. Phys. Math. Kl. 23, 324 (1917). Fokker-Planck方程式.
[23] B. I. Halperin, P. C. Hohenberg, and S. K. Ma : Calculation of dynamic critical properties using Wilson's expansion methods, Phys. Rev. Lett. 29, 1548 (1972). 時間依存Ginzburg-Landau模型を用いたスピン系のLangevinダイナミクス.
[24] L. Onsager : Crystal statistics. I. A two-dimensional model with an orderdisorder transition, Phys. Rev. 65, 117 (1944). 2次元Ising模型の厳密解.
[25] H. A. Kramers and G. H. Wannier : Statistics of the two-dimensional ferromagnet. Part I, Phys. Rev. 60, 252 (1941). 2次元Ising模型の双対性.
[26] M. Kac and J. C. Ward : A combinatorial solution of the two-dimensional Ising model, Phys. Rev. 88, 1332 (1952). 2次元Ising模型の高温展開.
[27] C. N. Yang : The spontaneous magnetization of a two-dimensional Ising model, Phys. Rev. 85, 808 (1952). 2次元Ising模型の自発磁化.
[28] T. H. Berlin and M. Kac : The spherical model of a ferromagnet, Phys. Rev. 86, 821 (1952) ; H.E. Stanley : Spherical model as the limit of infinite spin dimensionality, Phys. Rev. 176, 718 (1968). 球形模型.
[29] G. S. Rushbrooke : On the thermodynamics of the critical region for the Ising problem, J. Chem. Phys. 39, 842 (1963). 臨界指数不等式.
[30] B. Widom : Equation of state in the neighborhood of the critical point, J. Chem. Phys. 43, 3898 (1965). スケーリング仮説.
[31] A. Z. Patashinskii and V. L. Pokrovskii : Behavior of ordered systems near the transition point, Sov. Phys. JETP 23, 292 (1966). スケーリング理論.
[32] L. P. Kadanoff : Scaling laws for Ising models near Tc, Physics 2, 263 (1966). 粗視化の方法, スケーリング理論. 著者のWebサイトからダウンロード可 (http://jfi.uchicago.edu/~leop/ の "Oldies But Goodies").
[33] R. B. Griffiths : Thermodynamic inequality near the critical point for ferromagnets and fluids, Phys. Rev. Lett. 14, 623 ; Ferromagnets and simple fluids near the critical point : some thermodynamic inequalities, J. Chem. Phys. 43, 1958 (1965). 臨界指数不等式.
[34] M. E. Fisher : Rigorous inequalities for critical-point correlation exponents, Phys. Rev. 180, 594 (1969). 臨界指数不等式.
[35] B. D. Josephson : Inequality for the specific heat I. Derivation, Proc. Phys. Soc. 92, 269 (1967) ; Inequality for the specific heat II. Application to critical phenomena, Proc. Phys. Soc. 92, 276 (1967). 臨界指数不等式.
[36] K. G. Wilson : Renormalization group and critical phenomena. I. Renormalization group and the Kadanoff scaling picture, Phys. Rev. B 4, 3174 (1971) ; Renormalization group and critical phenomena. II. Phase-space cell analysis of critical behavior, Phys. Rev. B 4, 3184 (1971). くりこみ群.
[37] G. H. Wannier : The statistical problem in cooperative phenomena, Rev. Mod. Phys. 17, 50 (1945). 2次元Ising模型の双対性.
[38] A. A. Migdal : Zh. Eksp. Teor. Fiz. 69, 810, 1457 (1975) ; L. P. Kadanoff : Notes on Migdal's recursion formulas, Ann. Phys. (N.Y.) 100, 359 (1976). Migdal-Kadanoff くりこみ群.
[39] K. G. Wilson and M. E. Fisher : Critical exponents in 3.99 dimensions, Phys. Rev. Lett. 28, 240 (1972). e展開.
[40] G. C. Wick : The Evaluation of the collision matrix, Phys. Rev. 80, 268 (1950) ; C. Bloch and C. de Dominicis : Un developpement du potentiel de Gibbs d'un systeme quantique compose d'un grand nombre de particules, Nucl. Phys. 7, 459 (1958). Wick/Bloch-de Dominicisの定理.
[41] R. P. Feynman : Space-time approach to quantum electrodynamics, Phys. Rev. 76, 769 (1949). Feynman ダイアグラム.
[42] J. C. Le Guillou and J. Zinn-Justin : Critical exponents from field theory, Phys. Rev. B 21, 3976 (1980). φ4模型の高次項計算.
[43] A. Pelissetto and E. Vicari : Critical phenomena and renormalization-group theory, Phys. Rep. 368, 549 (2002). さまざまな計算によって得られた臨界指数の値のまとめ.
[44] K. G. Wilson : Non-Lagrangian models of current algebra, Phys. Rev. 179, 1499 (1969) ; L. P. Kadanoff : Operator algebra and the determination of critical indices, Phys. Rev. Lett. 23, 1430 (1969). 演算子積展開.
[45] A. M. Polyakov : Conformal symmetry of critical fluctuations, JETP Lett. 12, 381 (1970). 共形不変性.
[46] A. A. Belavin, A. M. Polyakov, and A. B. Zamolodchikov : Infinite conformal symmetry in two-dimensional quantum field theory, Nucl. Phys. B 241, 333 (1984). 共形場理論.
[47] Y. Nambu : Quasi-particles and gauge invariance in the theory of superconductivity, Phys. Rev. 117, 648 (1960) ; J. Goldstone : Field theories with superconductor solutions, Nuovo Cimento 19, 154 (1961) ; J. Goldstone, A. Salam, and S. Weinberg : Broken symmetries, Phys. Rev. 127, 965 (1962). 南部-Goldstoneモード, Goldstoneの定理.
[48] N. D. Mermin and H. Wagner : Absence of ferromagnetism or antiferromagnetism in one- or two-dimensional isotropic Heisenberg models, Phys. Rev. Lett. 17, 1133 (1966) ; N. D. Mermin : Absence of ordering in certain classical systems, J. Math. Phys. 8, 1061 (1967) ; P. C. Hohenberg : Existence of long-range order in one and two dimensions, Phys. Rev. 158, 383 (1967). Mermin-Wagner-Hohenbergの定理.
[49] J. Frohlich, B. Simon, and T. Spencer : Infrared bounds, phase transitions and continuous symmetry breaking, Comm. Math. Phys. 50, 79 (1976) ; F. Dyson, E. H. Lieb, and B. Simon : Phase transitions in quantum spin systems with isotropic and nonisotropic interactions, J. Stat. Phys. 18, 335 (1978). 3次元以上Heisenberg模型の秩序相の存在証明.
[50] V. L. Berezinskii : Destruction of long-range order in one-dimensional and two-dimensional systems having a continuous symmetry group I. Classical systems, Sov. Phys. JETP 32, 493 (1971) ; Destruction of long-range order in one-dimensional and two-dimensional systems having a continuous symmetry group II. Quantum systems, Sov. Phys. JETP 34, 610 (1972) ; J. M. Kosterlitz and D. J. Thouless : Ordering, metastability and phase transitions in two-dimensional systems, J. Phys. C : Solid State Phys. 6, 1181 (1973). Berezinskii-Kosterlitz-Thouless転移.
[51] J. Villain : J. Phys. France 36, 581 (1975). Villain模型.
[52] J. B. Kogut : An introduction to lattics gauge theory and spin systems, Rev. Mod. Phys. 51, 659 (1979). スピン系の解説論文. Berezinskii-Kosterlitz-Thouless転移のくりこみ群.
[53] J. V. Jose, L. P. Kadanoff, S. Kirkpatrick, and D. R. Nelson : Renormalization, vortices, and symmetry-breaking perturbations in the two-dimensional planar model, Phys. Rev. B 16, 1217 (1977). Berezinskii-Kosterlitz-Thouless転移のくりこみ群.
[54] M. Gell-Mann and M. Levy : The axial vector current in beta decay, Nuovo Cimento 16, 705 (1960). 非線形シグマ模型.
[55] F. J. Wegner and A. Houghton : Renormalization group equation for critical phenomena, Phys.Rev.A8, 401 (1973) ; J. Polchinski : Renormalization and effective Lagrangians, Nucl. Phys. B 231, 269 (1984) ; C. Wetterich : Exact evolution for the effective potential, Phys. Lett. B 301, 90 (1993). 汎関数くりこみ群.
[56] E. C. G. Stueckelberg and A. Petermann : La normalisation des constantes dans la theorie des quanta, Helv. Phys. Acta 26, 499 (1953) ; M. Gell-Mann and F. E. Low : Quantum electrodynamics at small distances, Phys.Rev. 95, 1300 (1954) ; N. N. Bogoljubov and D. V. Shirkov : Charge renormalization group in quantum field theory, Nuovo Cimento 3, 845 (1956). 場の理論的くりこみ群.
[57] L. Y. Chen, N. Goldenfeld, and Y. Oono : Renormalization group theory for global asymptotic analysis, Phys. Rev. Lett. 73, 1311 (1994). 微分方程式のくりこみ群解析.
[58] T. Kunihiro : A geometrical formulation of the renormalization group method for global analysis, Prog. Theor. Phys. 94, 503 (1995). 微分方程式のくりこみ群解析と包絡線方程式.
[59] F. Bloch : Zur Theorie des Ferromagnetismus, Z. Physik 61, 206 (1930) ; G. Heller and H. A. Kramers : Ein klassisches Modell des Ferromagnetikums und seine nachtr¨agliche Quantisierung im Gebiete tiefer Temperaturen, Proc. Roy. Acad. Sci. Amsterdam 37, 378 (1934) ; P. W. Anderson : An approximate quantum theory of the antiferromagnetic ground state, Phys. Rev. 86, 694 (1952) ; R. Kubo : The spin-wave theory of antiferromagnetics, Phys. Rev. 87, 568 (1952). スピン波の理論.
[60] T. Holstein and H. Primakoff : Field dependence of the intrinsic domain magnetization of a ferromagnet, Phys. Rev. 58, 1098 (1940). Holstein-Primakoff変換.
[61] H. B. Nielsen and S. Chadha : On how to count Goldstone bosons, Nucl. Phys. B 105, 445 (1976). 南部-Goldstoneモードの数と分散の関係.
[62] H. Watanabe and H. Murayama : Unified description of Nambu-Goldstone bosons without Lorentz invariance, Phys. Rev. Lett. 108, 251602 (2012) ; Y. Hidaka : Counting rule for Nambu-Goldstone modes in nonrelativistic systems, Phys. Rev. Lett. 110, 091601 (2013). 南部-Goldstoneモードの数と生成子の数の関係.
[63] H. Wagner : Long-wavelength excitations and the Goldstone theorem in many-particle systems with "broken symmetries," Zeit. f. Physik 195, 273 (1966). スピン波のふるまいについて.
[64] T. Matsubara : A new approach to quantum-statistical mechanics, Prog. Theor. Phys. 14, 351 (1955). 虚時間形式による量子統計力学.
[65] H. F. Trotter : On the product of semi-groups of operators, Proc. Amer. Math. Soc. 10, 545 (1959) ; M. Suzuki : Relationship between d-dimensional quantal spin systems and (d+1) -dimensional Ising systems, Prog. Theor. Phys. 56, 1454 (1976). 鈴木-Trotter分解.
[66] P. Jordan and E. Wigner : Uber das Paulische Aquivalenzverbot, Zeits. f. Physik A 47, 631 (1928) ; E. Lieb, T. Schultz, and D. Mattis : Two soluble models of an antiferromagnetic chain, Ann. Phys. (N.Y.) 16, 407 (1961). Jordan-Wigner変換.
[67] J. Schwinger : On angular momentum (Harvard University, 1952) [in Quantum theory of angular momentum, edited by L. C. Biedenharn and H. Van Dam (Academic Press, 1965)]. Schwingerボソン.
[68] N. Metropolis, A. W. Rosenbluth, M. N. Rosenbluth, A. H. Teller, and E. Teller : Equation of state calculations by fast computing machines, J. Chem. Phys. 21, 1087 (1953) ; W. K. Hastings : Biometrika 57, 97 (1970). Metropolis-Hastingsアルゴリズム.
[69] M. Creutz : Microcanonical Monte Carlo simulation, Phys. Rev. Lett. 50, 1411 (1983). デーモンアルゴリズム.
[70] A. Kitaev : Anyons in an exactly solved model and beyond, Ann. Phys. 321, 2 (2006). Kitaev模型.

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