本書著重介紹粒子物理的基礎(chǔ)知識，同時盡可能多地介紹相關(guān)領(lǐng)域前沿的情況和最新成果。書中從對稱性出發(fā)，相繼詳細(xì)介紹強(qiáng)子的夸克模型、電磁作用和弱作用、弱電統(tǒng)一理論、強(qiáng)作用的規(guī)范理論QCD。
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目錄
第二版前言
第一版前言
第1章 概論 1
參考文獻(xiàn) 5
第2章 對稱性和守恒定律 7
2.1 總論 7
2.2 作用量、運(yùn)動方程和守恒量 7
2.3 宇稱變換 11
2.4 電荷共軛變換 14
2.5 應(yīng)用：法雷定理，自旋為1的粒子不能衰變到2γ 17
2.6 時間反演 20
2.7 CPT定理 26
參考文獻(xiàn) 27
第3章 粒子的分類及性質(zhì)：輕子和強(qiáng)子 28
3.1 四種相互作用 28
3.2 輕子 輕子數(shù)守恒 30
3.2.1 電子和μ子及中微子 30
3.2.2 T子及其中微子Vt 32
3.2.3 中微子的螺旋性 33
3.2.4 輕子數(shù)守恒 34
3.3 強(qiáng)子重子數(shù)守恒 35
3.3.1 Ⅱ介子 36
3.3.2 核子與反核子及重子數(shù)守恒 39
3.3.3 奇異粒子 39
3.3.4 共振態(tài) 42
3.4 散射截面、粒子壽命和衰變寬度 47
3.4.1 散射截面 47
3.4.2 粒子壽命和衰變寬度 50
3.5 粒子衰變的運(yùn)動學(xué) 51
3.5.1 兩體衰變 51
3.5.2 三體衰變、Dalitz圖 52
參考文獻(xiàn) 55
第4章 同位旋和G宇稱 56
4.1 同位旋 56
4.1.1 同位旋概念的提出 56
4.1.2 同位旋變換 58
4.1.3 強(qiáng)相互作用下的同位旋守恒定律 62
4.1.4 介子和重子的同位旋 63
4.1.5 物理過程的同位旋分析一例 66
4.2 交換對稱性——廣義全同性原理 68
4.3 同位旋破壞 69
4.4 G宇稱 70
參考文獻(xiàn) 73
第5章 強(qiáng)子的夸克模型 74
5.1 數(shù)學(xué)準(zhǔn)備 75
5.1.1 SU(n,)群表示乘積的分解、楊圖 75
5.1.2 SU(3)群的張量分析 78
5.1.3 SU(3)群的生成元和Casmir算子 80
5.2 SU(3)夸克模型、介子和重子的SU(3)味波函數(shù) 81
5.2.1 贗標(biāo)介子八重態(tài)和單態(tài)味波函數(shù) 83
5.2.2 矢量介子八重態(tài)和單態(tài)味波函數(shù) 85
5.2.3 重子八重態(tài)和十重態(tài)味波函數(shù) 87
5.3 顏色自由度 93
5.3.1 重子自旋統(tǒng)計關(guān)系 93
5.3.2 π0→γγ 94
5.3.3 e+e-湮滅過程R值的測量 94
5.4 強(qiáng)子的質(zhì)量公式 97
5.5 介子單態(tài)和八重態(tài)的混合 99
5.6 OZI規(guī)則 103
5.7 SU(6)對稱 104
5.8 軌道激發(fā)態(tài)和徑向激發(fā)態(tài)、多夸克態(tài)和例外態(tài) 105
5.8.1 軌道和徑向激發(fā)態(tài) 106
5.8.2 多夸克態(tài)和例外態(tài) 107
5.9 c，b，t夸克的發(fā)現(xiàn) 107
5.10 夸克禁閉 108
參考文獻(xiàn) 109
第6章 電磁相互作用 111
6.1 QED及其費(fèi)曼規(guī)則 112
6.2 M*ller散射 115
6.3 Bhabha散射 119
6.4 核子的電磁形狀因子 l2l
6.4.1 假設(shè)質(zhì)子為點(diǎn)粒子時電子質(zhì)子彈性散射 121
6.4.2 電子質(zhì)子彈性散射 122
6.5 電子_質(zhì)子非彈性散射 128
6.5.1 非彈性散射的結(jié)構(gòu)函數(shù) 128
6.5.2 結(jié)構(gòu)函數(shù)應(yīng)用于彈性散射的情況 130
6.6 核子的部分子模型 131
6.7 部分子模型與夸克模型的統(tǒng)一 134
參考文獻(xiàn) 136
第7章 弱相互作用 138
7.1 歷史的回顧 138
7.2 弱相互作用的分類 140
7.3 原子核的B衰變 141
7.4 宇稱不守恒的發(fā)現(xiàn) 143
7.4.1 T-e之謎 143
7.4.2 鈷60原子核B衰變中的宇稱破壞 143
7.5 弱相互作用的V-A理論 144
7.5.1 純輕子衰變 145
7.5.2 半輕子衰變 l46
7.6 Cabibbo理論和GIM機(jī)制 l48
7.7 Kobayashi-Maskawa模型 150
7.8 四費(fèi)米子點(diǎn)相互作用的局限性和中間玻色子 152
7.9 矢量流守恒 153
7.10 手征對稱破缺和PCAC 155
7.11 中性介子的混合及CP不守恒 159
7.11.1 量子力學(xué)描述 160
7.11.2 Ko-Ko混合及CP破壞 165
7.11.3 Bo-Bo混合和CP破壞 175
7.11.4 Do-Do混合和CP破壞 186
參考文獻(xiàn) 190
第8章 弱電統(tǒng)一的規(guī)范理論 193
8.1 Higgs機(jī)制 193
8.2 Yang-Mills理論 198
8.3 格拉肖-溫伯格-薩拉姆弱電統(tǒng)一模型 202
8.4 真空自發(fā)對稱性破缺：Higgs機(jī)制 209
8.5 費(fèi)米子質(zhì)量的獲得：Yukawa耦合 217
8.6 費(fèi)米子與規(guī)范場相互作用II 222
8.7 純規(guī)范場相互作用 224
8.8 重整化規(guī)范（R規(guī)范）中的費(fèi)曼規(guī)則 228
8.9 Higgs粒子的發(fā)現(xiàn) 243
參考文獻(xiàn) 245
第9章 強(qiáng)相互作用的理論QCD 247
9.1 顏色的SU(3)規(guī)范對稱性 248
9.2 規(guī)范場和費(fèi)米子場的量子化 251
9.2.1 路徑積分量子化 251
9.2.2 約化公式 257
9.2.3 規(guī)范場的量子化 259
9.3 QCD的有效拉氏雖和微擾論 267
9.3.1 QCD的有效拉氏量 267
9.3.2 微擾展開 268
9.4 圈圖修正的發(fā)散和正規(guī)化 278
9.5 發(fā)散的重整化 287
9.5.1 表觀發(fā)散度 288
9.5.2 相互作用的可重整性 290
9.5.3 QCD的重整化 293
9.5.4 重整化常數(shù)的單圈計算結(jié)果 301
9.6 BRST對稱性和推廣的Ward-Takahashi恒等式 305
9.6.1 BRST對稱性 305
9.6.2 推廣的Ward-Takahashi恒等式(Slavnov-Taylor恒等式) 308
9.7 重整化群方程及其解 312
9.7.1 重整化群 312
9.7.2 重整化群方程 318
9.7.3 重整群方程的解 322
9.8 漸近自由 324
9.9 結(jié)構(gòu)函數(shù)、部分子分布函數(shù)及其在微擾QCD中的應(yīng)用 330
9.9.1 深度非彈性散射過程的結(jié)構(gòu)函數(shù) 330
9.9.2 QCD對結(jié)構(gòu)函數(shù)隨02變化的預(yù)言 333
9.9.3 應(yīng)用舉例 335
9.10 QCD中部分束縛態(tài)簡介 337
9.10.1 e+e-對撞、粲偶素和底偶素 337
9.10.2 膠球和混雜態(tài) 338
9.11 非微擾QCD和格點(diǎn)規(guī)范理論 340
9.12 強(qiáng)相互作用中的CP破壞問題 342
參考文獻(xiàn) 352
第10章 中微子振蕩 356
10.1 中微子振蕩的實(shí)驗(yàn)證據(jù) 357
10.1.1 大氣中微子振蕩 357
10.1.2 加速器中微子振蕩 359
10.1.3 太陽中微子振蕩 360
10.1.4 反應(yīng)堆中微子振蕩 362
10.2 中微子振蕩的理論描述 363
10.2.1 真空中的中微子振蕩 363
10.2.2 物質(zhì)中的中微子振蕩 366
10.3 Dirac中微子和Majorana中微子 370
10.3.1 Dirac中微子 370
10.3.2 Majorana中微子 371
10.4 中微子質(zhì)量和蹺蹺板機(jī)制 373
10.5 中微子混合矩陣的參數(shù)化形式 377
10.6 中微子振蕩中的CP破壞 377
10.7 中微子質(zhì)量等級問題 378
10.8 未來的發(fā)展 380
參考文獻(xiàn) 381
第11章 標(biāo)準(zhǔn)模型的擴(kuò)充 383
11.1 強(qiáng)、弱、電三種相互作用的大統(tǒng)一理論 384
11.1.1 SU(5)大統(tǒng)一模型 384
11.1.2 S0(2N)大統(tǒng)一模型 399
11.1.3 味統(tǒng)一 400
11.2 超對稱模型 400
11.2.1 超空間和超場 403
11.2.2 整體超對稱和定域超對稱（超引力） 404
11.2.3 整體超對稱理論和最小超對稱標(biāo)準(zhǔn)模型 404
11.3 超弦理論和膜理論 413
參考文獻(xiàn) 414
第12章 粒子物理和宇宙學(xué) 416
12.1 宇宙大爆炸模型的基本內(nèi)容 416
12.1.1 哈勃定律 417
12.1.2 Robertson-Walker度規(guī)和Friedmann方程 418
12.1.3 一些宇宙參數(shù)的定義 419
12.1.4 紅移，紅移和物理距離的關(guān)系 421
12.1.5 宇宙標(biāo)準(zhǔn)模型的一些重要的解 422
12.1.6 宇宙的年齡 424
12.2 早期宇宙的輻射場和熱大爆炸 425
12.3 中微子的退耦和宇宙中微子背景 430
12.4 宇宙大爆炸核合成和宇宙輕元素豐度 432
12.5 宇宙中重子一反重子不對稱 435
12.6 暗物質(zhì) 437
12.7 暗能量 439
12.8 宇宙微波背景 442
12.8.1 宇宙向物質(zhì)占主導(dǎo)的過渡 443
12.8.2 CMB的形成 444
12.8.3 CMB的各向異性 445
12.9 宇宙學(xué)的三大困難和暴脹機(jī)制 448
12.9.1 宇宙學(xué)的三大困難 448
12.9.2 暴脹機(jī)制 449
參考文獻(xiàn) 452
第13章 跋 454
附錄Ⅰ 一些散射截面的計算 456
附錄Ⅱ 物理常數(shù)表 475
參考文獻(xiàn) 478
索引 480
《現(xiàn)代物理基礎(chǔ)叢書》已出版書目
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