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トポロジカル物質とは何か 最新・物質科学入門 (ブルーバックス) 新書 – 2021/1/21

5つ星のうち4.3 160
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■「対称性の破れ」が生んだ新物質!■
超伝導、スピン流、量子ホール効果、
ベリー位相、マヨラナ粒子……。
物質科学の気になるキーワードが
数式なしで、しっかりわかる。

■物質科学を一変させた、量子の不思議。何がそんなにスゴイのか?■
人類の物質観を革新する物質群、
「トポロジカル物質」のしくみに詳しく迫る。
そのカギは「対称性の破れ」にあり。
物質の根源となる基礎的な量子現象を
数学や物理学の基礎知識を前提とせずに解説。
超伝導、スピントロニクス、マヨラナ粒子、
そして量子コンピュータにつながる
驚くべき無数の応用が将来に待っている!

■おもな目次■
序章 バーチャル空間で物質を観る
〈第I部 ノーベル賞に見る物質科学 トポロジカル物質への前奏曲〉
第1章 原子から量子物理学へ
第2章 原子から物質へ
第3章 物質は量子効果の舞台
〈第II部 バーチャル空間で物質を観る 量子物理学での表現法〉
第4章 運動量空間とは
第5章 バンド構造 物性科学の基礎
〈第III部 トポロジカル物質とは何か〉
第6章 仮想磁場 電場が磁場に見える
第7章 トポロジカル絶縁体とは
第8章 電子波の位相
第9章 トポロジカル物質ファミリーと応用
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  1. 本の長さ
    304ページ
  2. 言語
    日本語
  3. 出版社
    講談社
  4. 発売日
    2021/1/21
  5. 寸法
    11.4 x 1.5 x 17.3 cm
  6. ISBN-10
    4065222672
  7. ISBN-13
    978-4065222676
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商品の説明

著者について

長谷川 修司
1960年栃木県に生まれる。東京大学大学院理学系研究科物理学専攻修士課程修了。理学博士。日立製作所基礎研究所研究員、東京大学大学院理学系研究科物理学専攻助手、同助教授、同准教授を経て、現在、東京大学大学院理学系研究科物理学専攻教授。専門は表面物理学、とくに固体表面およびナノスケール構造の物性。著書に『見えないものをみる――ナノワールドと量子力学』(東京大学出版会)、『振動・波動』、『研究者としてうまくやっていくには』(いずれも講談社)などがある。

登録情報

  • 出版社 ‏ : ‎ 講談社 (2021/1/21)
  • 発売日 ‏ : ‎ 2021/1/21
  • 言語 ‏ : ‎ 日本語
  • 新書 ‏ : ‎ 304ページ
  • ISBN-10 ‏ : ‎ 4065222672
  • ISBN-13 ‏ : ‎ 978-4065222676
  • 寸法 ‏ : ‎ 11.4 x 1.5 x 17.3 cm
  • カスタマーレビュー:
    5つ星のうち4.3 160

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上位レビュー、対象国： 日本

wata
5つ星のうち5.0 素晴らしい物質科学と表面科学の入門書
2022年4月20日に日本でレビュー済み
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記述説明が大変わかりやすい。また挿入された図も非常に明快です。さらに巻末には索引もあります。索引は目次で代用するという書が横行する中で、断トツで素晴らしい入門書です。なお些細なことですが、トポロジカルは、数学では位相空間と呼ばれていると思いますが、一言最初数学的な側面の説明があれば完璧だと思います。
4人のお客様がこれが役に立ったと考えています
役に立った
 レポート
SM Neuron
5つ星のうち4.0 トポロジカル物質とトポロジカルでない物質の違いは
2021年2月23日に日本でレビュー済み
Amazonで購入
本書は、
金属、半導体、トポロジカルな絶縁体、絶縁体といった物質の違いや、
その性質、仕組みを極力数学を使わずに解説している物性物理学の啓蒙書である。

これらの物質の、それぞれの電磁場での電子、スピン、エネルギー分布は、
異なっており、(価電子バンド、 バンドギャップ、エネルギーギャップ )
トポロジカルな絶縁体でいえば、

　１　表面は電気を通す
　２　内部は絶縁体

という「新しい種類の固体物質」であり、
場の幾何学は、ディラック錐、
粒子は質量ゼロ、ディラック電子によるスピンによって、
粒子の質量分布（振動、エネルギー）が決定する。
ヒッグス機構のようなエネルギー関数となり、
立体交差点のように中心がねじれているような曲線図となっている。(量子異常ホール効果)

ベリー位相、アハラノフボーム効果、外村彰さん、
ノイズキャンセリングイヤフォンの仕組み、位相幾何学、
半導体の内部、トランジスタ、熱効率の高い新しい半導体のような物質など、
スピントロニクスといった分野の発展がうかがえるような、
知的好奇心が動かされる内容であり、
また、トポロジカルな場を包含するような全く新しい場として、
量子デコヒーレンスやモノポールの存在、
大気局空間での鳥の移動、光合成、m RNA塩基配列などの関係性は、
量子で説明することができるか？といった別角度の観点で物理を捉えられているところは、
私自身は続きが気になってしまうような内容であった。
14人のお客様がこれが役に立ったと考えています
役に立った
 レポート
im100
5つ星のうち5.0 本当にブルーバックス
2022年3月16日に日本でレビュー済み
Amazonで購入
これだけ難しい話題をこれだけナラティブに。筆者の熱意と実力を感じます
6人のお客様がこれが役に立ったと考えています
役に立った
 レポート
KG
5つ星のうち3.0 行ったり来たり
2023年3月30日に日本でレビュー済み
Amazonで購入
丁寧に説明しようという意図はわかるが、行ったり来たりで、わかりにくい。速度と運動量がわざと混用されているように思えるし、時間反転対称性という語の使い方も、物理を大学で学んだ者にとっては、かえって混乱した。前半は物性物理のよい概観だが、後半は数式もグラフもなく、わかりやすくはなかった。
役に立った
 レポート
豆人
5つ星のうち5.0 ノーベル賞の内容が良く分かった
2021年2月1日に日本でレビュー済み
Amazonで購入
オンネスの超電導の発見からBCS理論による超電導現象の解明、
トランジスターの発明、高温超伝導の発見、キルビーのLSIの発明。
目まぐるしく新しい発見・発明が生みされてきた２０世紀の
物質科学関係のノーベル物理学賞の歴史がすごく良くわかる。
歴史だけではなく、その物理的な意味もとてもわかりやすく解説
している。ブルーバックスは結構いろいろ読んできたが、久しぶ
りに「この本、全部良く分かる！」という知的な興奮を覚えた
一冊。前半部分は数式は使っていないので、高校生くらいの読者でも
十分に楽しめる。後半少し数式がでてくるので、大学生レベルかな。
変なごまかしはなく、難しい話を分かりやすく説明していると思う。
前半のノーベル賞と物質科学の歴史でワクワク感が高まったあと、
後半はいよいよトポロジカル物質の話が始まる。時間反転や空間
反転といった対称性とその破れの話から始まり徐々に位相空間
の話とトポロジカル物質の話。づつステップを踏んで積み上げて
いくので難しい話も徐々にイメージができてきてとても分かりや
すい。良い本にであった。
32人のお客様がこれが役に立ったと考えています
役に立った
 レポート
入谷紋紗
5つ星のうち4.0 数式が一切ない点では読みやすいが、内容は物性全般を見渡しており、高度なものばかりで難解でした
2022年7月18日に日本でレビュー済み
Amazonで購入
数式全般がないのは素人には”助かります”が、前半にトポロジーについての多少の説明があれば興味が倍増したように感じます。ただ、それを回避（省略？）したのは単純に紙数を節約したためか、あるいは何か新しい重大なことを発見してトポロジーの専門家諸氏への遠慮か、あるいはうっかり説明してしまうと自分のトポロジー観を入れることで研究の手の内が読まれてしまうという配慮があったのかもしれません。いずれにせよ、本書では書かれた内容よりもどうも書かれていない内容の方が重要性があるかもしれません。トポロジーは破局面、特異点や幾何学面には強く、森羅万象性があるのですが、変化や時間では一見して考え方として現時点では”弱い”面があるようで、それが本書後半を読むとミクロ的にはそうでもないことをわかります。この辺も大変面白いです。

　　物性についての内容ですので、理論については広く浅く取り上げ、深堀りしている部分が少なく、読みやすい面もあります。ただ内容は正直、今の自分の能力では最先端のものばかりで、難解な部分が多かったです。難解なわりには意外にも全頁最後まで読みました。物事へのアプローチがまず全貌をぼんやりつかんでからという人には最適の書物の一つかもしれません。最先端の技術開発の地平線を垣間見せて頂いただけでも感謝しております。
4人のお客様がこれが役に立ったと考えています
役に立った
 レポート
caritas77
5つ星のうち5.0 トポロジカル物性の事例
2021年2月19日に日本でレビュー済み
Amazonで購入
トポロジカル物性の事例が、われわれが生きているあいだにどれほど出てくるか楽しみですね。そして、その総体で、トポロジカルの内容に関するわれわれの認識も豊かに変性していくのでしょう。
5人のお客様がこれが役に立ったと考えています
役に立った
 レポート
井坂十三
5つ星のうち5.0 最先端の物性物理学入門
2023年8月3日に日本でレビュー済み
本書以外にも
トポロジカル結晶絶縁体
ワイル半金属
アクシオン絶縁体
ディラックノーダルライン半金属
などアニメにでてきそうなカッコいい名前の材料がある。
また量子的理解が必要なものとして
光合成
渡り鳥の地磁気
細胞のDNA複製のエラー

今流行りのLK-99もこれの一種と思われる
役に立った
 レポート