The theory of open quantum systems
Breuer, Petruccione
The theory of open quantum systems
H. P. Breuer und F. Petruccione: The theory of open quantum systems
Oxford University Press, Oxford 2002. XXI+625 S., Geb
ISBN 0-19-852063-8
Das vorliegende Buch ist eine Einführung in die Theorie offener Quantensysteme, einem modernen und sich schnell entwickelten Zweig der Quantenphysik. Beide Autoren zählen zu den Experten in diesem Bereich. Ich sehe dieses Lehrbuch als eine willkommene Neuerscheinung, welche sowohl für fortgeschrittene und interessierte Studenten als auch für Spezialisten in diesem Gebiet sehr empfehlenswert ist.
Die Monografie zerfällt in fünf Teile. Im Detail: Die Autoren beginnen mit den Grundkonzepten der Wahrscheinlichkeitstheorie in der klassischen Physik und in der Quantentheorie. Daran schließt sich die Theorie der Dichtematrizen. Im dritten Teil werden Grundlagen der Theorie stochastischer Prozesse in Hilbert-Räumen zusammengestellt. Sie werden definiert und dann werden die Anwendungen, insbesondere in der Quantenoptik, vorgestellt. Der vierte Teil diskutiert ausführlich die Theorie der nicht-Markovschen Quantenprozesse. Behandelt werden u. a. die Nakajima-Zwanzig-Gleichung und Spin-Boson-Modelle. Der abschließende Teil ist der Einführung in die Theorie relativistischer Quantenprozesse gewidmet. Im einzelnen werden dort der Messprozess in der relativistischen Quantenmechanik und Fragestellungen der offenen Quantenelektrodynamik erklärt und an Beispielen diskutiert.
Das Buch reicht von der Einführung der notwendigen mathematischen Begriffe und Ergebnisse bis zu den zahlreichen theoretischen und experimentellen Ergebnissen über Dekohärenz.
Das vorliegende Buch ist sorgfältig, klar strukturiert und mit großem didaktischem Geschick geschrieben. Man spürt, dass die Autoren dem Leser das Verstehen der mathematischen und physikalischen Grundideen so weit es geht erleichtern möchten. So werden immer die zu behandelnden Probleme motiviert. Sehr willkommen sind auch die Auskunft über die Querverbindungen zwischen den verschiedenen Kapiteln und die gelungene Mischung zwischen mathematischen Methoden und physikalischen Anwendungen mit einer Fülle von Referenzen. Dadurch eignet sich das Buch sowohl als Grundlage für eine Vorlesung oder ein Seminar als auch für ein selbstständiges Einarbeiten in die Theorie offener Quantensysteme. Die Autoren haben eine glückliche Wahl getroffen. Sie bieten eine einheitliche und geschlossene Darstellung, einen klaren und wohl strukturierten Aufbau und eine detaillierte Beschreibung einer Fülle von Material. Darüber hinaus sind viele Kapitel neu in Form einer Monografie.
Zusammenfassend kann ich jedem, der sich einem gründlichen Studium dieses Gebietes unterziehen will, die Lektüre dieses Buches wärmstens empfehlen.
Prof. Dr. Philippe Blanchard, Fakultät für Physik, Universität Bielefeld
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