Re: [问卦] 请问凝态物理是什么

楼主: yw1002 (kenny)   2018-10-10 03:19:25
※ 引述《newwu (说不定我一生涓滴废文)》之铭言:
: ※ 引述《iwantzzz (我爱大自然)》之铭言:
: : 请问大家
: : 看完科学影片 很好奇 想问有小道消息
: : 凝态物理好像是讨论一堆原子特质或者是特性
: : 其中跟对称性为核心 跟括朴型名词有关吗?
: : 跟杨博士科学家研究有关吗?
: : 为什么会兴起这门学问
: : 它跟固态物理有什么关联?
: : 请问这科学常识会很难吗?
: MIT的凝态物理教授文小刚,在他的书[1]里写到的是这样
: "Condensed matter physics is a branch of physics which studies systems of many
: particles in the 'condensed' (i.e. solid or liquid) states. The starting
: point of current condensed matter theory is the Schrödinger equation that
: governs the motion of a number of particles (such as electrons and nuclei).
: The Schrödinger equation is mathematically complete. In principle, we can
: obtain all of the properties of any many-body system by solving the
: corresponding Schrödinger equation."
: 不专业中文翻译:
: “凝态物理是物理学中的一个分支,研究在凝态(固态和液态)的多粒子系统,
: 当今凝态物理的起始点是薛丁格方程式,薛丁格方程式主宰多粒子的运动
: (例如电子、原子核),薛丁格方程式是数学上完备的。
: 理论上,利用解薛丁格方程式,我们可以得到多体系统的所有性质。”
: However, in practice, the required computing power is immense. In the 1980s,
: a workstation with 32 Mbyte RAM could solve a system of eleven interacting
: electrons. After twenty years the computing power has increased by 100-fold,
: which allows us to solve a system with merely two more electrons.
: The computing power required to solve a typical of 10^23 interacting electrons
: is beyond the imagination of the human brain. A classical computer made by all of the atoms in our universe would
: not be powerful enough to handle the problem....."
: “然而,实务上,这件事需要非常巨大的计算能力。
: 在1980年代,32MB内存的工作站,可以计算11颗互相作用的电子系统。
: 二十年后,在计算能力是当初的百倍的今天,我们只能多加两颗电子进系统。
: 假如我们要考虑10^23个交互作用电子,需要的运算能力远超出人类想像。
: 古典电脑不可能有能力去处理这样的问题。”
: 这是文小刚在 Quantum Field Theory of Many-Body Systems 的第一章,
: More is different 中的叙述,
: 里面写了凝态,是指固态和液态,
: 强调了量子交互作用。
: 但重要的是,即使所有运动都来自于量子力学方程式
: 我们也无法从方程式直接得到结果。
: 那我们该怎么做呢?
: 事实上,More is different 是取自诺贝尔奖得主P.W.Anderson的著名文章[2],
: 在此篇文章中明确的论述,在系统的大小、复杂度提升时,
: 人们势必要发展新的理论去描述他。
: “量变造成质变”
: 这不只是凝态物理(包含 固态物理、多体物理)与高能物理(基本粒子、力)之间的关系,
: 也是生物和化学的关系、生态学和生物的关系,社会学和心理学的关系。
: 向上跑一个层级,就得有新的理论、规则去描述。
: 这就是凝态物理在做的事,凝态物理并不是高能物理的应用,
: 自己也在发展着基本规则与理论,只是适用于描述多粒子、材料。
: 物理学家从最早固体物理课本常出现的低交互作用系统,
: 慢慢建构起各种不同的理论。
: 你提到的对称性是比较早的重点(但是一直很重要)。
: 当物理学家觉得早些时候的相变理论、超导超流理论已经变得trivial之后,
: 他们开始朝着物质中的拓朴性质拓展。
: 所以,拓朴是这一个领域最前沿的部分,
: 这也是2016年诺贝尔物理奖的主题[3]。
: [1] Xiao-Gang Wen, 2004, Quantum Field Theory of Many-Body Systems
: (Oxford University Press)
: [2] Philip W. Anderson, 1972, Science 177,393
: [3] https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2016/press-release/
https://www.physics.nus.edu.sg/~phywjs/CZ4275/notes.pdf
用电脑做凝态物理
Fast Fourier Transform
https://en.wikipedia.org/wiki/Fast_Fourier_transform#See_also
FFT implementations:
ALGLIB – C++ and C# library with real/complex FFT implementation.
FFTW "Fastest Fourier Transform in the West" – C library for the discrete
Fourier transform (DFT) in one or more dimensions.
FFTS – The Fastest Fourier Transform in the South.
FFTPACK – another Fortran FFT library (public domain)
Math Kernel Library
大部分用C或Fortran
Density Functional
https://goo.gl/CyjCFE
还蛮多软件可以做的~
好好享受吧
人脑绝对比不上电脑
(看看阿法狗跟人类的差距)

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