凝聚態(tài)物理的全量子效應

　　1927年玻恩和奧本海默基于薛定諤方程提出的電子態(tài)絕熱近似，在過去近一百年中已經(jīng)成為了人們探索微觀世界的一種研究范式。在理論上，它是在量子力學層面求解凝聚態(tài)物理問題的第一步；在實驗上，它是預言和解釋各種觀測結果的理論依據(jù)。近年物理學發(fā)展的一個趨勢是隨著理論模擬更加接近真實體系、實驗觀測更加趨于精準極限，建立一種超越玻恩-奧本海默近似的新的研究范式被逐漸提上日程。全量子效應是指基于原子核與電子自由度的全量子理論所預言的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。它普遍存在于客觀世界的凝聚態(tài)物質(zhì)中，涉及的內(nèi)容十分廣泛和豐富。但由于人們的認識過程，以及理論方法和實驗技術發(fā)展水平的限制，直到最近才逐步得到越來越多的關注。本書在對全量子效應問題的歷史發(fā)展和研究現(xiàn)狀做簡要概述之后，先來介紹凝聚態(tài)物質(zhì)中全量子效應的物理問題（第2章）和化學問題（第3章），使讀者對全量子效應有一個總的概念。接下來分兩章詳細討論了全量子效應研究的理論基礎和方法，并在第6章介紹了全量子效應研究的實驗技術和外場極端條件的發(fā)展。第7章和第8章重點以氫（含富氫化合物）及其他典型體系（包括輕元素及較重元素）為例，具體利用前面介紹的方法研究這些凝聚態(tài)物質(zhì)中的全量子效應。最后，第9~11章分別介紹了全量子效應在能源、環(huán)境、器件等領域已有或潛在的應用。本書強調(diào)的全量子凝聚態(tài)物理學研究無疑是人們對實際體系在進行準確物性的模擬與測量上不可繞過的一個重要課題。隨著全量子效應理論方法的快速發(fā)展以及全量子效應實驗能力的大幅提升，在今后若干年內(nèi)基于玻恩-黃展開來理解凝聚態(tài)物質(zhì)這種思維范式，在凝聚態(tài)物理研究中，特別是與核量子效應和非絕熱效應相關的物性描述時，必將成為主流思維范式。希望本書能夠讓讀者在今后面對一個凝聚態(tài)體系進行物性描述（特別是超越電子態(tài)絕熱的球-棒模型）時，有一個物理圖像清晰的切入點；同時，作者也希望能夠促進這個剛剛興起、亟待發(fā)展的領域走向正確的方向。

　　主要從事凝聚態(tài)物理研究，在受限條件下水的復雜形態(tài)等方面做出了有重要影響的工作。