La teoría cuántica de campos y sus manifestaciones macroscópicas: Condensación de bosones, patrones ordenados y defectos topológicos

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Título original:

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

Contenido del libro:

La dinámica cuántica subyace a los sistemas macroscópicos que presentan algún tipo de ordenación, como los superconductores, los ferromagnetos y los cristales. Incluso las estructuras a gran escala en el Universo y el ordenamiento en los sistemas biológicos parecen ser la manifestación de la dinámica microscópica que rige sus componentes elementales.

El objetivo de este libro es responder a preguntas como: ¿cómo es posible que la escala mesoscópica/macroscópica y la estabilidad que caracterizan a esos sistemas se generen dinámicamente a partir de la escala microscópica de componentes cuánticos fluctuantes? Cómo coexisten e interactúan las partículas cuánticas con objetos macroscópicos de comportamiento clásico, por ejemplo, vórtices, dominios magnéticos y otros defectos topológicos. El origen cuántico de los defectos topológicos y su interacción con los cuantos es una cuestión crucial para la comprensión de las transiciones de fase de ruptura de simetría y la formación de estructuras en una amplia gama de sistemas, desde la materia condensada hasta la cosmología.

Al no discutir deliberadamente otros problemas importantes, principalmente problemas de renormalización, este libro proporciona respuestas a tales cuestiones en un marco físico y matemático unitario y autoconsistente, lo que lo hace único en el panorama de textos existentes sobre un tema similar. Los cristales, los ferromagnetos y los superconductores parecen ser sistemas cuánticos macroscópicos, es decir, sus propiedades macroscópicas no pueden explicarse sin recurrir a la dinámica cuántica subyacente.

Reconocer que la dinámica cuántica de campos no se limita al mundo microscópico es uno de los logros de este libro, que también marca su diferencia con otros textos. El uso combinado de métodos algebraicos y del formalismo funcional y de operadores constituye otra característica distintiva y valiosa.