高溫超導的理論方向碩士階段都要學習哪些課程呢?

時間 2021-05-06 08:29:39

1樓:苗艦艦

首先對於高溫超導,我們主要關心材料的電子性質,根據德布羅意波長和晶格中格點間距相比較,我們必須應用量子力學來研究電子性質,所以我們需要學習《量子力學》

我們研究的不是單電子行為,而是巨集觀材料中大量電子的集體性質,大約有阿伏伽德羅常數的數量級,所以我們需要學習《統計物理》

高溫超導材料是乙個固體材料,所以我們需要學習《固體理論》

不管是了解固體中晶格結構,還是固體中電子結構,基於點群和空間群的分析都能使問題得到極大的簡化,所以我們需要學習《群論——在固體物理中的應用》

超導現象的產生需要考慮電子相互作用,對於電子相互作用的理論處理,比較成熟的是基於格林函式的多體微擾理論,所以我們需要學習《多體理論》

迄今最成功的超導理論是針對金屬與合金中常規s-波超導體的BCS理論,研究高溫超導理論必然需要先學習BCS理論,所以我們需要學習《超導物理》,有三本經典書籍,實驗物理學家Tinkham寫的,理論物理學家de Gennes寫的, 以及BCS理論建立者Schrieffer寫的

但是你學了上述課程後發現,高溫超導根本不能用原有的固體/多體理論框架來解釋(白學了?)

所謂他山之石可以攻玉,高溫超導是凝聚態這個廣袤的領域中懸而未決的問題之一,對於其他凝聚態領域問題的了解可以有效幫助我們理解高溫超導,所以我們需要學習《凝聚態物理》

高溫超導本質上是乙個強關聯問題,傳統的多體微擾理論並不適用,而需要建立系統的非微擾的方法,所以我們需要學習《凝聚態場論》

當然課程學習再多,也只是入門高溫超導的基礎,浩如煙和的文獻和山頭林立的大佬們在門後等著招呼你,而我們真正需要的是a hero with new physics

2樓:張子立

我不是做超導機理的,學習什麼課程我不不知道。

但是我做了一輩子超導,有個體會分享與你。

高溫超導機理已經卡住了三十年了,很多理論性工作做得非常好了,但是需要實驗來驗證。實驗就需要相應的條件。據我所知高溫超導目前最需要實驗驗證的乙個方向就是過摻雜在超過上臨界場之後是什麼樣子的。

這個就需要80乃至100t的磁場來完成測試。

所以,想要做好這方面的研究,必須跟對大牛導師。否則你根本約不到機時,也拿不到第一手資料。那樣的話,你的科研總是落後別人一步。

3樓:htsc-ruc

需要學習的課程大致可以分為標準課程學習和自學課程這兩類。

標準課程學習其他網友已經回答得比較詳細,碩士階段無非是凝聚態方向的五門標準課程(高量,群論、量子統計、凝聚態導論、固體理論)

自學的部分(或博士階段的研討課程)內容就多了。首先是需要有比較系統的量子多體理論方面的訓練,例如Mahan的Many particle physics水平的課程。接著是現代凝聚態場論方面的訓練(可推薦的書很多,例如Altland&Simons的書,Fradkin的書,Nagaosa的書,文小剛老師的書等等),在人大物理系,Altland&Simons的書和Fradkin的書都曾作為為期兩學期的博士研討課程的書籍使用。

此外,傳統超導理論的兩本書寫得很好,一是Tinkham的Introduction to superconductivity,一是Schrieffer的Theory of superconductivity。尤其是前者,作為一本實驗物理學家寫得理論書籍,物理上講得很清晰。做高溫超導研究首先必須要了解傳統超導究竟有哪些思想。

可以提高對於實驗現象的物理判斷力。

另外,高溫超導理論研究離不開量子多體計算,這方面也有一些書,但更多或更好的是直接看文獻。

以上是一些比較通用的內容,更多的內容需要根據實際研究的課題有針對性地學習。這一行的特徵本來就是一邊學一邊研究。沒人能全學完了再開始研究。

4樓:Eureka

高溫超導的理論很複雜,凝聚態理論的大部分課程都需要,比如高量、場論、格林函式、固體理論等等,個人覺著文獻比課本更重要,可以在文獻中發現問題,在課本中尋找答案,有助於對知識的理解和更好的應用。

5樓:厲嶽洲

雖然我不懂高溫超導,但我還是想來回答。做什麼研究和學什麼基礎課程無關。前面的答主回答的都是基礎課程的學習,這很重要,但和你要做的研究關係不大。

你應該做的,不是自己想要學啥,而是找到你的老闆和他交流,要個簡單的題目自己去嘗試,邊做研究邊發現不足和你的研究需要的東西,再去補充。

6樓:非著名物理學渣

想做高溫超導理論,凝聚態理論的基礎課都要選吧:群論、高等量子力學、量子場論、量子統計、凝聚態物理導論、固體理論、量子多體物理(基本也是凝聚態場論吧),還有人選規範場、微分幾何等等,看你個人情況吧。

有不明白的我再補充。

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