­Condensed Matter in a Nutshell

Das Buch ist eine Kompilation des Festkörperphysikkurses von Gerald Mahan, einschließlich der Übungsaufgaben zu jedem Kapitel. Laut Vorwort sind keine Vorkenntnisse außer Quantenmechanik und Elektrodynamik erforderlich.

Das Inhaltsverzeichnis beeindruckt mit insgesamt 15 Kapiteln, die immer anspruchsvollere Themen bis hin zur hochaktuellen Nanophysik behandeln. Die kompakte Darstellung dieses umfangreichen Stoffes auf insgesamt rund 600 Seiten verdient in der Tat die Bezeichnung „in a Nutshell“. Leider geht dabei meines Erachtens an einigen Stellen die Breite zu sehr auf Kosten der Tiefe; und auch einige speziell für Anfänger sehr wesentliche Aspekte der Festkörperphysik fallen unter den Tisch. Als Beispiel sei hier die Born-Oppenheimer-Näherung erwähnt. Gleich zu Anfang des 3. Kapitels über Bandstrukturen steht der Festkörper-Hamiltonian da, mit der bereits durchgeführten Aufspaltung in Elektronen und Phononen. Weder vorher noch nachher wird auch nur erwähnt, wo diese Aufteilung herkommt. Auch die Phononen in Kapitel 7 erscheinen aus dem Nichts, weder wird hier die adiabatische Näherung erwähnt, noch die harmonische Approximation. In diesem Sinne wird das Buch ganz sicher nicht dem Anspruch gerecht, sich für Studierende ohne Vorkenntnisse in Festkörperphysik zu eignen. Für „Experten“ andererseits sind diese Kapitel aber ebenfalls ziemlich nutzlos, da sie im Wesentlichen elementare Rechnungen wiederholen.

Ein anderes Manko des Buches sind die aus meiner Sicht oftmals unmotiviert eingestreuten Zusatzinformationen, die zudem noch eigene Unterabschnittsnummern erhalten. Ein Beispiel sind die optischen Gitter am Ende von Kapitel 2. Eine Idee, wozu dieser Ausflug gut sein soll, bleibt der Autor schuldig. Weitere Beispiele folgen gleich in Kapitel 3, z. B. das Floquet-Theorem oder die völlig falsch dargestellte „dynamische Molekularfeldtheorie“. Diese – wohl einem Vollständigkeitsanspruch geschuldete – übertriebene, aber oberflächliche Detailliertheit lässt den Leser an sehr vielen Stellen mit dem Gefühl alleine, hier etwas Wesentliches nicht ganz verstanden zu haben.

Insgesamt denke ich, dass das Buch von Gerald Mahan an vielen Stellen, und vor allem auch in den grundlegenden Kapiteln, seinen Anspruch klar verfehlt, eine Einführung für Anfänger zu sein. Aber auch für Studierende mit einigen Vorkenntnissen ist es in den Bereichen, die weiter in die Materie eindringen, entweder nicht detailliert genug oder lässt wesentliche Motivationen bzw. Aspekte oder sogar wichtige Bezüge aus. Dass ein Anhang mit Lösungen zu den Aufgaben (auch wenn es nur kurze Skizzen oder einfach die Angabe der Lösung wären) fehlt, verstärkt diesen Gesamteindruck nur.

Prof. Dr. Thomas Pruschke, Institut für Theoretische Physik, Universität Göttingen