Quantum Mechanics in a Nutshell
Mahan, G. D.
„In a nutshell“ ist eine noch junge Buchreihe von Princeton University Press, deren vierter und neuester Band aus der Feder von Gerald D. Mahan stammt, dem Autor eines weithin bekannten Lehrbuchs über Vielteilchenphysik. Auch wenn der Titel eine eher kurze Abhandlung der Quantentheorie suggeriert, bieten die etwa 400 Seiten ohne Weiteres genügend Stoff, um damit einen zwei-semestrigen Kurs zu bestreiten. So findet man unter anderem ausführliche Kapitel über elektromagnetische Strahlung, Vielteil-chensysteme und Streutheorie bis hin zur relativistischen Quantenmechanik.
Obwohl auch aktuelle Themen abgedeckt werden sollen, macht der Autor schon im Vorwort mit einem Bekenntnis zu Davydovs Klassiker klar, dass das Buch eine eher konventionelle Grundlinie verfolgt. Was es dabei gegenüber vielen anderen Lehrbüchern zum gleichen Thema auszeichnet, ist eine Vielzahl von vertiefenden Anwendungsbeispielen, die eine interessante Ergänzung zum üblichen Vorlesungsstoff bieten können. Dabei scheut Mahan auch nicht davor zurück, speziellere Funktionen zu verwenden, wenn es nötig ist. In der Episode aus Mahans Vorlesung kann man allerdings gut mit den Studenten mitfühlen, die sich bei der Frage nach den Polynomen in der Lösung des harmonischen Oszillators hereingelegt fühlen müssen, weil erst im Nachhinein von einem endlichen Raumintervall die Rede ist, sodass die Antwort „parabolische Zylinderfunktionen“ lauten muss.
In einer ganzen Reihe von Anwendungsbeispielen stellt der Autor die Verbindung zu experimentellen Resultaten her und unterstreicht dies durch Daten aus der Originalliteratur, z. B. zur Flussquantisierung in supraleitenden Hohlzylindern, zur Elektronenstreuung an Edelgasen oder zur Anregungsenergie in pionischen Atomen. Die theoretischen Rechnungen werden auf diese Weise lebendig. Aktuelle Themen wie die auf dem Buchumschlag explizit genannte Casimir-Kraft und das Bellsche Theorem werden auf jeweils anderthalb Seiten nur kurz angerissen. Dabei suggeriert die Gegenüberstellung des Resultats von Casimir von 1948 und der Daten von Mohideen und Roy, die fünfzig Jahre später gemessen wurden, leider fälschlicherweise, dass die Theoretiker in den letzten sechzig Jahren geschlafen haben.
Anfänger könnten möglicherweise gleich auf der ersten Seite über Sätze wie „Every particle is actually a wave, and some waves are actually particles“ ins Grübeln kommen. Leser aber, die mit den Grundlagen der Quantentheorie so weit vertraut sind, dass sie sich nicht aus der Bahn werfen lassen, wenn die Entwicklungskoeffizienten eines reinen Zustands mit der Boltzmann-Verteilung in Verbindung gebracht werden, dürften dieses Buch mit Gewinn lesen. Mit vielen interessanten Vertiefungsmöglichkeiten kann es z. B. bei einem begleitenden Seminar zur Quantentheorie sehr gute Dienste leisten.
Prof. Dr. Gert-Ludwig Ingold, Institut für Physik, Universität Augsburg
G. D. Mahan: Quantum Mechanics in a Nutshell
Princeton University Press 2008, 414 S., broschiert, ISBN 9780691137131
