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Fantoni R: Unifying Classical and
Quantum Physics

Unifying Classical and Quantum Physics

How classical and quantum physics can pass smoothly back and forth

Tauche ein in die Elektrodynamik mit einem Lehrbuch, welches die Maxwellschen Gleichungen als Ausgangspunkt nutzt, wodurch Schritt für Schritt ein tiefes Verständnis vermittelt wird.&nbsp;Besonderheiten:Dieses Buch beginnt jedes Kapitel mit einer der Maxwellschen Gleichungen und erklärt dann schrittweise die einzelnen Bestandteile.&nbsp;Anfänger/innen haben so ein konkretes Lernziel vor Augen.&nbsp;Sowohl die vorkommenden physikalischen Größen als auch mathematischen Grundlagen werden in ihrem natürlichen Kontext erklärt. Grundlegende Prinzipien und komplexe Konzepte werden für verschiedene Fälle betrachtet und mit einfachen Beispielen verdeutlicht. Mithilfe von Aufgaben und Lösungen – sowohl klassisch im Buch als auch als digitale Karteikarten für unterwegs – kann das erworbene Wissen eingeübt und vertieft werden.&nbsp;Inhalt:1. Das Gaußsche Gesetz für elektrische Felder – 2. Das Gaußsche Gesetz für magnetische Felder –&nbsp;3. Das Faradaysche Induktionsgesetz&nbsp;– 4. Das Ampère-Maxwellsche Gesetz – 5. Weiterführende Themen der Elektrodynamik – 6. Wechselwirkung von elektrischen und magnetischen Feldern mit Materie&nbsp;Zielgruppe:Studierende der Ingenieurwissenschaften und Naturwissenschaften, wie z.B. Elektrotechnik, Physik, Medizinphysik, etc. als auch Interessierte bzw. Berufstätige, die ein tieferes Verständnis für die Grundlagen der Elektrodynamik entwickeln möchten.&nbsp;Vorkenntnisse: Hilfreich sind physikalische Grundkenntnisse wie sie z.B. im Buch Vorkurs Physik fürs MINT-Studium vermittelt werden.&nbsp;Der Autor:Dr. Patrick Steglich&nbsp;promovierte 2017 an der Universität Rom ‚Tor Vergata‘ und habilitierte 2023 an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg.&nbsp;Seit 2018 ist er Dozent mit Lehrauftrag an der Technischen Hochschule Wildau&nbsp;für das Fach Elektrodynamik und forscht am Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik.

Tauche ein in die Elektrodynamik mit einem Lehrbuch, welches die Maxwellschen Gleichungen als Ausgangspunkt nutzt, wodurch Schritt für Schritt ein tiefes Verständnis vermittelt wird.&nbsp;Besonderheiten:Dieses Buch beginnt jedes Kapitel mit einer der Maxwellschen Gleichungen und erklärt dann schrittweise die einzelnen Bestandteile.&nbsp;Anfänger/innen haben so ein konkretes Lernziel vor Augen.&nbsp;Sowohl die vorkommenden physikalischen Größen als auch mathematischen Grundlagen werden in ihrem natürlichen Kontext erklärt. Grundlegende Prinzipien und komplexe Konzepte werden für verschiedene Fälle betrachtet und mit einfachen Beispielen verdeutlicht. Mithilfe von Aufgaben und Lösungen – sowohl klassisch im Buch als auch als digitale Karteikarten für unterwegs – kann das erworbene Wissen eingeübt und vertieft werden.&nbsp;Inhalt:1. Das Gaußsche Gesetz für elektrische Felder – 2. Das Gaußsche Gesetz für magnetische Felder –&nbsp;3. Das Faradaysche Induktionsgesetz&nbsp;– 4. Das Ampère-Maxwellsche Gesetz – 5. Weiterführende Themen der Elektrodynamik – 6. Wechselwirkung von elektrischen und magnetischen Feldern mit Materie&nbsp;Zielgruppe:Studierende der Ingenieurwissenschaften und Naturwissenschaften, wie z.B. Elektrotechnik, Physik, Medizinphysik, etc. als auch Interessierte bzw. Berufstätige, die ein tieferes Verständnis für die Grundlagen der Elektrodynamik entwickeln möchten.&nbsp;Vorkenntnisse: Hilfreich sind physikalische Grundkenntnisse wie sie z.B. im Buch Vorkurs Physik fürs MINT-Studium vermittelt werden.&nbsp;

Eine schrittweise Reise durch Maxwells Gleichungen

Klassische Elektrodynamik

Springer Theses

This book investigates conformal line defects in both the weak- and strong-coupling regimes. Conformal field theory finds applications across diverse fields, from statistical systems at criticality to quantum gravity through the AdS/CFT correspondence. These theories are subject to strong constraints, enabling a systematic non-perturbative analysis. Conformal defects provide a controlled means of breaking the symmetry, introducing new physical phenomena while preserving crucial benefits of the underlying conformal symmetry. Two distinct classes of models are studied. First, we focus on the supersymmetric Wilson line in N = 4 Super Yang–Mills, which serves as an ideal testing ground for the development of innovative techniques such as the analytic conformal bootstrap. The second class consists of magnetic lines in Yukawa models, which have fascinating applications in 3d condensed-matter systems. These systems have the potential to emulate phenomena observed in the Standard Model in a low-energy setting.

From Weak to Strong Coupling

Line Defects in Conformal Field Theory

Unsere wohl am weitesten entwickelten Sinnesorgane sind die Augen. Direkt mit dem Gehirn verbunden, speisen die hundert Millionen Lichtrezeptoren unserer Netzhaut geschätzte zehn Megabits pro Sekunde in unser Gehirn ein. So erlaubt uns das visuelle System seit frühester Kindheit, unsere Umwelt zu erfassen und zu interpretieren. Bereits die antiken Naturphilosophen haben sich mit Licht und dem Sehvorgang beschäftigt. Die Entwicklung der Wissenschaft, wie wir sie heute kennen, lässt sich anhand des Leitmotivs Licht gut nachzeichnen. Licht und verwandte Boten geben Auskunft über so faszinierende Phänomene wie die Babyjahre des Universums, Vergangenheit und Gegenwart entfernter Himmelskörper und die Beschaffenheit der mikroskopischen Welt. Sie sind ein Werkzeug in Kosmologie, Astronomie, Teilchenphysik und Medizin. 
Das Buch analysiert Ideen über Licht – seine Natur, Entstehung und Wirkung – von der griechischen Antike bis heute. Die Wechselwirkung zwischen Theorien, Methodologie, Instrumenten und mathematischen Werkzeugen der jeweiligen Zeit wird beleuchtet. Feuilletonistische Schlaglichter auf Kunst und Kultur machen den Zeitgeist lebendig, vor dessen Hintergrund diese Entwicklungen stattgefunden haben.&nbsp;Der AutorMartin Pohl ist (em.) Professor für experimentelle Teilchenphysik an der Uni Genf. Er ist erfahrener Lehrbuchautor, dieses Buch ist seine erste populärwissenschaftliche Publikation. 
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Unsere wohl am weitesten entwickelten Sinnesorgane sind die Augen. Direkt mit dem Gehirn verbunden, speisen die hundert Millionen Lichtrezeptoren unserer Netzhaut geschätzte zehn Megabits pro Sekunde in unser Gehirn ein. So erlaubt uns das visuelle System seit frühester Kindheit, unsere Umwelt zu erfassen und zu interpretieren. Bereits die antiken Naturphilosophen haben sich mit Licht und dem Sehvorgang beschäftigt. Die Entwicklung der Wissenschaft, wie wir sie heute kennen, lässt sich anhand des Leitmotivs Licht gut nachzeichnen. Licht und verwandte Boten geben Auskunft über so faszinierende Phänomene wie die Babyjahre des Universums, Vergangenheit und Gegenwart entfernter Himmelskörper und die Beschaffenheit der mikroskopischen Welt. Sie sind ein Werkzeug in Kosmologie, Astronomie, Teilchenphysik und Medizin. 
Das Buch analysiert Ideen über Licht – seine Natur, Entstehung und Wirkung – von der griechischen Antike bis heute. Die Wechselwirkung zwischen Theorien, Methodologie, Instrumenten und mathematischen Werkzeugen der jeweiligen Zeit wird beleuchtet. Feuilletonistische Schlaglichter auf Kunst und Kultur machen den Zeitgeist lebendig, vor dessen Hintergrund diese Entwicklungen stattgefunden haben.

Ideen zu seiner Natur und Nutzung von der Antike bis zur modernen Wissenschaft

Licht

This book provides a glimpse of the author JMT Thompson's lifetime work on the buckling of thin shell structures, the general theory of elastic stability, chaos theory and some aspects of nonlinear dynamics relevant to the escape from a potential well.Besides the traditional topics that will be useful to readers who are engineers and researchers, the compilation also includes a paper on climate predictions, showcasing the prolific interest of the author who has published more than 200 research papers throughout his scientific career. The introductory chapter includes the biographical details. Well-illustrated by many colourful figures and photographs, the reader will find a lively introduction to topics in the fields of physics, engineering and nonlinear dynamics.

Colourful Views Of Stability And Chaos

Das Buch bietet eine breit angelegte Einführung in die Grundlagen der molekularen Statistik der Materie. Der Schwerpunkt liegt auf der Vielfalt der Anwendungen in allen Bereichen der Naturwissenschaften wie der Chemie, der Physik des fluiden Zustandes, der Festkörperphysik, der magnetischen Eigenschaften der Materie und der Quantenstatistik von Bosonen und Fermionen. Besondere Aufmerksamkeit ist der Astrophysik gewidmet. Es werden die physikalisch-statistischen Grundlagen der Sternentwicklung, der thermonuklearen Entstehung der chemischen Elemente bis zum Endstadium der Sterne als weiße Zwerge, Neutronensterne oder schwarze Löcher inklusive der Hawking-Strahlung behandelt, ebenso wie das Standardmodell der Kosmologie.Besonderer Wert wird auf die zahlreichen Anwendungsbeispiele und Übungsaufgaben mit Lösungen gelegt. Das Buch wendet sich an alle naturwissenschaftlich Interessierten im Studium und Beruf, die eine ausführliche und anwendungsorientierte Darstellung des Themas suchen.&nbsp;Der AutorProf. Dr. Andreas Heintz war bis 2012 Leiter der Abteilung Physikalische Chemie der Universität Rostock. Arbeitsgebiete: molekulare Thermodynamik komplexer Systeme, H-Brücken-Bindung, Stofftransport in Membranen, ionische Flüssigkeiten.

Fluide Systeme, äußere Kraftfelder, chemische und nukleare Reaktionen, Astrophysik, Kosmologie

Molekulare Statistik der Materie

Sowohl fachlich als auch didaktisch auf dem neuesten Stand führt dieses Praktikerbuch in ein ingenieurwissenschaftliche Grundlagenfach ein. Anders als viele andere Werke bezieht es sich nicht nur auf die Technische Mechanik, sondern vor allem auch auf die Werkstoffkunde. Einzigartig ist die gesamtheitliche Betrachtung Werkstoff-Bauteilbeanspruchung. Durch zahlreiche Beispiele, Aufgaben, Musterlösungen, Verständnisfragen, Schaubilder, Randstichworte und andere hilfreiche Strukturelemente kann es als effizientes Lernwerkzeug sowie als leistungsfähiges Nachschlagewerk eingesetzt werden. Die zweite Auflage wurde um die neue FKM-Richtlinie zur Berechnung metallischer Bauteile und um eine Gegenüberstellung alter und neuer Werkstoffbezeichnungen erweitert.

Sowohl fachlich als auch didaktisch auf dem neuesten Stand, führt dieses Praktikerbuch in ein ingenieurwissenschaftliches Grundlagenfach ein. Einzigartig ist die gesamtheitliche Betrachtung Werkstoff-Bauteilbeanspruchung. Durch zahlreiche Beispiele, Aufgaben, Musterlösungen, Verständnisfragen, Schaubilder, Randstichworte und andere hilfreiche Strukturelemente kann es als effizientes Lernwerkzeug sowie als leistungsfähiges Nachschlagewerk eingesetzt werden. Die bei dieser Praxisausgabe mitgelieferten Rechnerprogramme bieten weitaus mehr als die reine Einübung des Lehrstoffs. Für Ingenieure im Maschinenbau, im Bauwesen und in der Verfahrenstechnik.

Festigkeitslehre - Grundlagen

This book proposes innovative and timely modeling, as well as simulation strategies based on tensor networks, to tackle the difficult problem of describing the dynamics of open quantum systems at the molecular or nanometer scale beyond a Markovian treatment. Among the many insights it delivers, the work includes calculations of the dynamics of a quantum system coupled to a bosonic environment that can be potentially structured and/or possess spatial correlations. The relevance of these strategies is exemplified with the analysis of complex bio-inspired nanodevices. Researchers in the field will find here&nbsp;a clear and reliable contribution to the understanding of open quantum systems in a still little-explored regime where the reservoirs are no longer considered as simple baths but as sub-systems treated on an equal footing with the reduced system of interest. Moreover, the author discusses how to handle the situation of a system coupled to multiple baths. This is a very important and generic scenario, crucial, for instance, when discussing non-equilibrium steady states.

Towards Quantum Design Rules for Bio-organic Nanodevices

Beyond Markovian Dissipation at the Nanoscale

Astronomy and astrophysics library

This book is based in part on classroom tested lectures related to the first stars (Pop III stars), but also draws from the author's review articles of the main physical principles involved. The book will thus combine pedagogical introductory chapters with more advanced ones to survey the cutting-edge advances from the frontier of research.The formation of Pop III stars and galaxies is one of the great outstanding challenges in modern astrophysics and cosmology. The first stars are likely key drivers for early cosmic evolution and will be at the center of attention over the next decade. The best available space and ground-based telescopes like the Hubble Space Telescope probe the Universe to high redshifts and provide us with tantalizing hints; but they cannot yet directly detect the first generation of stars and the formation of the first galaxies. This is left as key science for future telescopes like the James Webb Space Telescope.The book covers the theory of first star formation, the relation between first stars and dark matter, their impact on cosmology, their observational signatures, the transition to normal star formation as well as the assembly of the first galaxies. It will prepare advanced students and researchers entering the field for interpreting observational findings and their cosmological implications.

This book is based in part on classroom tested lectures related to the first stars (Pop III stars), but also draws from the author's review articles of the main physical principles involved. The book will thus combine pedagogical introductory chapters with more advanced ones to survey the cutting-edge advances from the frontier of research.The formation of Pop III stars and galaxies is one of the great outstanding challenges in modern astrophysics and cosmology. The first stars are likely key drivers for early cosmic evolution and will be at the center of attention over the next decade. The best available space and ground-based telescopes like the Hubble Space Telescope probe the Universe to high redshifts and provide us with tantalizing hints; but they cannot yet directly detect the first generation of stars and the formation of the first galaxies. This is left as key science for future telescopes like the James Webb Space Telescope.The book covers the theoryof first star formation, the relation between first stars and dark matter, their impact on cosmology, their observational signatures, the transition to normal star formation as well as the assembly of the first galaxies. It will prepare advanced students and researchers entering the field for interpreting observational findings and their cosmological implications.

The First Stars

This modernly designed textbook on experimental physics invites students of physics and neighbouring disciplines to learn mechanics. With clear examples, rich illustrations and modern exercises, the book guides students through the material of the bachelor's course. The authors focus on experiments, which they explain with the help of many illustrations, thus facilitating the understanding of the physical phenomena. The book covers the mechanics of the point masses and rigid and elastic bodies, aero- and hydrodynamics, as well as oscillations and waves.This book offersa clear structure printed in full coloura clear orientation through colour-highlighted experiments, examples and important formulasexercises with solutions to practice the acquired knowledgeIf you are looking for an attractively designed companion book or a book for self-study for the experimental physics course on mechanics and value a helpful visual presentation, concise explanations and contemporary language, you have come to the right place. We hope you enjoy reading, discovering and learning!The authorsStefan Roth is a professor and student advisor for physics at RWTH Aachen University. He regularly participates in the course lectures on experimental physics and, as a student advisor, has direct contact with the students. He also enganges in research, in the field of neutrino physics.Achim Stahl is a professor of experimental physics at RWTH Aachen University. He regularly holds the introductory course in experimental physics for physics students, which gave rise to this book. His field of research is particle and astrophysics with particle accelerators, neutrinos, and gravitational waves.

This modernly designed textbook on experimental physics invites students of physics and neighbouring disciplines to learn mechanics. With clear examples, rich illustrations and modern exercises, the book guides students through the material of the bachelor's lecture. The authors focus on experiments, which they explain with the help of many illustrations, thus facilitating the understanding of physical phenomena. The book covers the mechanics of the mass point and the rigid body, elastic bodies, aero- and hydrodynamics, as well as oscillations and waves.

Experimental Physics - Descriptively Explained

Mechanics

UNITEXT for Physics

This textbook offers an introduction to statistical mechanics, special relativity, and quantum physics, developed from lecture notes for the "Quantum Physics" course at the University of Padua. Beginning with a brief review of classical statistical mechanics in the first chapter, the book explores special and general relativity in the second chapter. The third chapter delves into the historical analysis of light quantization, while the fourth chapter discusses Niels Bohr's quantization of energy levels and electromagnetic transitions. The Schrödinger equation is investigated in the fifth chapter. Chapter Six covers applications of quantum mechanics, including the quantum particle in a box, quantum particle in harmonic potential, quantum tunneling, stationary perturbation theory, and time-dependent perturbation theory. Chapter Seven outlines the basic axioms of quantum mechanics. Chapter Eight focuses on quantum atomic physics, emphasizing electron spin and utilizing the Dirac equation for theoretical justification. The ninth chapter explains quantum mechanics principles for identical particles at zero temperature, while Chapter Ten extends the discussion to quantum particles at finite temperature. Chapter Eleven provides insights into quantum information and entanglement, and the twelfth chapter explains the path integral approach to quantum mechanics.The AuthorsLuca Salasnich was awarded an M.Sc. in Physics by the University&nbsp;of Padua in 1991, and his Ph.D. in Theoretical Physics&nbsp;by the University of Florence in 1995. He is a full professor of Theoretical Physics at the University of Padua.&nbsp;His fields of research are condensed matter and statistical physics. Francesco Lorenzi was awarded a B.Sc. in Information Engineering by&nbsp;the University of Padua in 2020, and an M.Sc. in ICT and Photonics Engineering&nbsp;by the same University in 2022. He is now a Ph.D. fellow in Physics&nbsp;at the University of Padua, Italy. His fields of research are nonlinear&nbsp;optical fibers, ultracold atoms, and scattering theory.&nbsp;

This textbook offers an introduction to statistical mechanics, special relativity, and quantum physics, developed from lecture notes for the "Quantum Physics" course at the University of Padua. Beginning with a brief review of classical statistical mechanics in the first chapter, the book explores special and general relativity in the second chapter. The third chapter delves into the historical analysis of light quantization, while the fourth chapter discusses Niels Bohr's quantization of energy levels and electromagnetic transitions. The Schrödinger equation is investigated in the fifth chapter. Chapter Six covers applications of quantum mechanics, including the quantum particle in a box, quantum particle in harmonic potential, quantum tunneling, stationary perturbation theory, and time-dependent perturbation theory. Chapter Seven outlines the basic axioms of quantum mechanics. Chapter Eight focuses on quantum atomic physics, emphasizing electron spin and utilizing the Dirac equation for theoretical justification. The ninth chapter explains quantum mechanics principles for identical particles at zero temperature, while Chapter Ten extends the discussion to quantum particles at finite temperature. Chapter Eleven provides insights into quantum information and entanglement, and the twelfth chapter explains the path integral approach to quantum mechanics.

An Invitation to Statistical and Quantum Mechanics

Modern Physics

Fundamental Theories of Physics

This volume commemorates the scientific contributions of Detlef Dürr (1951-2021) to foundational questions of physics. It presents new contributions from his former students, collaborators, and colleagues about their current research on topics inspired or influenced by Dürr. These topics are drawn from physics, mathematics, and philosophy of nature, and concern interpretations of quantum theory, new developments of Bohmian mechanics, the role of typicality, quantum physics in relativistic space-time, classical and quantum electrodynamics, and statistical mechanics. The volume thus also gives a snapshot of present research in the foundations of physics.

Essays in Memory of Detlef Dürr

Physics and the Nature of Reality

Challenges in Physics Education

This book provides an in-depth exploration of the latest developments in physics education. It presents a comprehensive look into cutting-edge research and ideas used to improve physics education around the world. Topics covered include (but are not limited to) the use of problem-based learning, the design and evaluation of teaching materials, and the use of digital technologies. This book is essential for anyone looking to stay up-to-date on the latest educational innovations and to develop an understanding of effective teaching approaches. It is aimed at researchers, teachers, students, policymakers, and educational leaders in the field of physics education.

Innovative Methodologies, Tools and Evaluation

Physics Education Today

Unifying Classical and Quantum Physics

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