核色動力學(xué)導(dǎo)論-量子色動力學(xué)及其對核子和核結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用
定 價:78 元
- 作者:何漢新
- 出版時間:2009/3/1
- ISBN:9787312022371
- 出 版 社:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社
- 中圖法分類:H31
- 頁碼:402
- 紙張:
- 版次:1
- 開本:16開
核色動力學(xué)論述構(gòu)成強作用物質(zhì)的基本粒子——夸克和膠子的相互作用理論量子色動力學(xué)(QCD)如何駕馭夸克、膠子禁閉成核子(強子)、核子束縛在一起組成原子核及核物質(zhì)演化成強作用物質(zhì)新形態(tài)的動力學(xué),是粒子和核物理研究最具挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域之一。
本書以量子色動力學(xué)為基礎(chǔ),闡述核子的夸克、膠子結(jié)構(gòu)及其隨能量標(biāo)度的演化;闡明核子自旋、質(zhì)量和張量荷的起源;探究夸克、膠子色禁閉及其形成核子(強子)的動力學(xué)機制;探索QCD非常規(guī)強子態(tài);論述重子一重子相互作用和核多體系統(tǒng)的動力學(xué)及核介質(zhì)中的夸克效應(yīng)。
第1章介紹量子色動力學(xué)基礎(chǔ)。第2章討論規(guī)范理論(QED,QCD)中的連續(xù)對稱性變換。除了通常的縱向變換外,提出了橫向?qū)ΨQ性變換;論述這些變換導(dǎo)致的縱向和橫向Ward-Takahashi恒等式和Slavnoy-Taylor恒等式,及由此得到的QED和QCD中的完全的相互作用頂角函數(shù)。
第3章至第5章描述高能標(biāo)度下的核子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、核子-核子相互作用和原子核。包括輕子-核子深度非彈散射與QCD部分子模型,推廣的部分子模型,部分子求和規(guī)則,核子自旋物理、核子質(zhì)量的QCD結(jié)構(gòu),核子的電磁形狀因子,核子-核子
核色動力學(xué)論述構(gòu)成強作用物質(zhì)的基本粒子——夸克和膠子的相互作用理論量子色動力學(xué)(QCD)如何駕馭夸克、膠子禁閉成核子(強子)、核子束縛在一起組成原子核及核物質(zhì)演化成強作用物質(zhì)新形態(tài)的動力學(xué),是粒子和核物理研究最具挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域之一。
總序
前言
符號約定
第1章 夸克模型與量子色動力學(xué)基礎(chǔ)
1.1 強子的夸克模型
1.2 標(biāo)準(zhǔn)模型
1.3 量子色動力學(xué)
1.3.1 QCD拉氏量的定域?qū)ΨQ性
1.3.2 正則量子化
1.3.3 Feynman規(guī)則
1.3.4 QCD理論的泛函積分表述
1.4 QCD拉氏量的對稱性
1.4.1 BRST對稱性
1.4.2 Slavnov-Taylor恒等式
1.4.3 QCD作用量的整體對稱性與守恒定律
1.4.4 QCD的能量-動量和角動量
1.4.5 QCD的分立對稱性
1.5 QCD微擾論基礎(chǔ)
1.5.1 QCD的正規(guī)化和重整化
1.5.2 重整化群方程
1.5.3 復(fù)合算符的重整化
1.6 量子色動力學(xué)的基本特性
1.6.1 QCD的漸近自由
1.6.2 夸克禁閉
1.6.3 手征對稱性的自發(fā)破缺
第2章 規(guī)范理論的規(guī)范不變性與多點格林函數(shù)間的嚴(yán)格關(guān)系
2.1 量子電動力學(xué)(QED)中的對稱性變換與Ward-Takahashi(WT)恒等式
2.1.1 費米子-玻色子(矢量)頂角的WT恒等式
2.1.2 手征變換與軸矢量頂角的WT恒等式
2.2 量子色動力學(xué)(QCD)中的對稱性變換與Slavnov-Taylor(ST)恒等式
2.2.1 BRST變換與夸克-膠子頂角的ST恒等式
2.2.2 膠子-鬼場頂角的ST恒等式
2.2.3 3-膠子耦合頂角的ST恒等式
2.2.4 QCD的手征變換與軸矢量ST恒等式
2.3 規(guī)范理論的橫向?qū)ΨQ性變換
2.4 QED的橫向?qū)ΨQ性變換與橫向的Ward.Takahashi關(guān)系
2.4.1 橫向?qū)ΨQ性變換與費米子-玻色子頂角(矢量頂角)的橫向WT關(guān)系
2.4.2 橫向手征變換與軸矢頂角的橫向WT關(guān)系
2.4.3 QED中完全的費米子-玻色子頂角函數(shù)
2.4.4 完全的費米子-玻色子頂角函數(shù)至單圈
2.4.5 關(guān)于非微擾的頂角形式
2.5 QCD的橫向?qū)ΨQ性變換與橫向的Slavnov-Taylor關(guān)系
2.5.1 聯(lián)系BRST對稱性的橫向?qū)ΨQ性變換
2.5.2 夸克-膠子頂角的橫向ST關(guān)系
2.5.3 QCD的橫向手征變換與軸矢頂角的橫向ST關(guān)系
2.6 QCD中完全的夸克一膠子頂角函數(shù)
第3章 輕子-核子深度非彈散射與QCD部分子模型
3.1 輕子-核子深度非彈散射與部分子模型
3.1.1 電子-核子深度非彈散射
3.1.2 中微子-核子深度非彈散射
3.1.3 極化的輕子-核子深度非彈散射
3.2 核子的夸克分布函數(shù)的分類
3.3 深度非彈過程與算符乘積展開
3.3.1 短距離展開
3.3.2 光錐展開
3.3.3 深度非彈散射與算符乘積展開
3.3.4 重整化群分析
3.4 部分子模型與微擾QCD
3.5 輕子-核子深度非彈散射的QCD因子化
第4章 核子結(jié)構(gòu)的QCD理論
4.1 部分子求和規(guī)則與核子(核)內(nèi)夸克、膠子分布的知識
4.1.1 滿足核子量子數(shù)導(dǎo)致的部分子求和規(guī)則
4.1.2 自旋無關(guān)的結(jié)構(gòu)函數(shù)與部分子求和規(guī)則
4.1.3 自旋依賴的夸克部分子求和規(guī)則
4.2 核子的自旋物理
4.2.1 核子自旋結(jié)構(gòu)求和規(guī)則
4.2.2 QCD角動量算符的微擾演化
4.2.3 反常膠子的貢獻
4.2.4 夸克自旋對核子自旋的貢獻:深度非彈散射測量的QCD分析
4.2.5 夸克橫向性分布與核子張量荷
4.2.6 夸克橫向性分布的實驗探測
4.3 推廣的部分子分布與深虛康普頓過程
4.3.1 推廣的部分子分布
4.3.2 推廣的部分子分布的求和規(guī)則
4.3.3 深虛康普頓散射(DVCS)
4.4 核子質(zhì)量的QCD結(jié)構(gòu)
4.5 核子的電磁形狀因子
4.5.1 核子電磁形狀因子的定義和QCD因子化形式
4.5.2 微擾QCD分析
4.5.3 核子電磁形狀因子的推廣的部分子分布參數(shù)化模型
4.5.4 核子電磁形狀因子的格點QCD計算
4.5.5 核子電磁形狀因子的光錐求和規(guī)則計算及實驗測量
第5章 高能標(biāo)度下的核子-核子相互作用和原子核
5.1 高能核子(強子)-核子(強子)碰撞:Drell-Yan過程
5.1.1 非極化的Drell-Yan過程
5.1.2 極化的Drell-Yan過程
5.2 原子核內(nèi)的夸克、膠子分布
5.2.1 輕子-核深度非彈散射測量與EMC效應(yīng)
5.2.2 核Drell-Yan過程
5.2.3 EMC效應(yīng)的定性解釋
第6章 QCD非微擾途徑:格點QCD
6.1 Wilson格點
6.2 在格點上的QCD作用量
6.3 物理量的格點規(guī)范計算
6.3.1 禁閉與禁閉勢
6.3.2 自發(fā)手征對稱性破缺
6.3.3 高溫下的手征對稱性恢復(fù)
6.3.4 高溫下的退禁閉試驗
6.3.5 核子的軸荷與張量荷
6.3.6 核子中的反夸克成分
第7章 Dyson-Schwinger方程途徑
7.1 QED中的Dyson-Schwinger方程
7.2 QCD中傳播子的Dyson-Schwinger方程
7.3 QCD頂角函數(shù)的結(jié)構(gòu)與Slavnov-Taylor恒等式
7.3.1 3-膠子頂角的結(jié)構(gòu)
7.3.2 3-膠子頂角的結(jié)構(gòu)
7.3.3 夸克-膠子頂角的結(jié)構(gòu)
7.4 QED和QCD理論中的動力學(xué)手征對稱性破缺
7.4.1 QED理論中的動力學(xué)手征對稱性破缺
7.4.2 QCD理論中的動力學(xué)手征對稱性破缺
7.5 夸克和膠子色禁閉機制的方案和研究途徑
7.5.1 夸克和膠子色禁閉機制方案與研究途徑
7.5.2 一些禁閉方案和禁閉判據(jù)
7.5.3 一個簡單的禁閉模型
7.6 夸克、膠子色禁閉動力學(xué)
7.6.1 Mandelstam近似下膠子的DS方程解
7.6.2 膠子與鬼耦合的傳播子的DS方程解
7.6.3 膠子、鬼傳播子的紅外行為與色禁閉
7.6.4 色夸克-夸克關(guān)聯(lián)態(tài)的禁閉
7.6.5 完全的夸克-膠子項角的非阿貝爾結(jié)構(gòu)與夸克禁閉
7.7 有限溫度情況的退禁閉與手征對稱性恢復(fù)
7.8 有限密度(化學(xué)勢)情況的退禁閉與手征對稱性恢復(fù)
7.9 關(guān)于QCD相圖
7.10 關(guān)于QCD非微擾相互作用與強子物理的討論
第8章 有效場論途徑
8.1 泛函積分途徑與整體色對稱模型
8.2 強子化的GCM模型
8.2.1 介子-雙夸克玻色化
8.2.2 GCM模型中的強子
8.2.3 GCM模型中的孤粒子
8.3 QCD味動力學(xué)、NJL模型及夸克-介子有效作用量
8.3.1 NJL模型
8.3.2 有效夸克一介子作用量
8.3.3 低能有效手征拉氏量
8.3.4 重子作為有效場的孤粒子
第9章 QCD求和規(guī)則
9.1 QCD求和規(guī)則的基本思想
9.2 算符乘積展開
9.3 計算實例:核子的張量荷計算
9.4 QCD膠球的QCD求和規(guī)則計算
9.4.1 標(biāo)量膠球的常規(guī)QCD求和規(guī)則計算
9.4.2 瞬子在QCD膠球的QCD求和規(guī)則中的作用
9.5 光錐QCD求和規(guī)則
9.6 非微擾真空凝聚和真空磁化率的確定
9.7 QCD求和規(guī)則途徑在強子物理和核物理中的應(yīng)用
第10章 低能標(biāo)度下的強子、強子一強子相互作用和原子核
10.1 低能標(biāo)度下強子的唯象模型
10.1.1 組分夸克模型或夸克勢模型
10.1.2 “袋”模型
10.1.3 非拓撲孤粒子模型
10.1.4 I/Nc展開與Skvrme模型
10.2 手征孤粒子(Skyrme)模型中的重子態(tài)、相互作用與輕核
10.2.1 重子的Skyrme孤粒子模型及集體坐標(biāo)量子化
10.2.2 Skvrme孤粒子與重子的非常規(guī)反10-重態(tài)
10.2.3 Skyrme模型中的核子-核子相互作用與氘束縛態(tài)
10.2.4 Skyrme孤粒子-反Skyrme孤粒子束縛態(tài)
10.2.5 Skyrme模型中的輕核
10.3 組分夸克模型與QCD理論間的聯(lián)系
10.4 夸克模型下強子的定態(tài)性質(zhì)
10.4.1 強子的質(zhì)量
10.4.2 強子的定態(tài)性質(zhì)
10.4.3 核子內(nèi)的奇異成分
10.4.4 夸克模型下核子的自旋結(jié)構(gòu)
10.5 非常規(guī)的強子態(tài)
10.5.1 膠球
10.5.2 四夸克態(tài)
10.5.3 夸克-膠子混雜態(tài)
10.5.4 五夸克態(tài)
10.5.5 六夸克束縛態(tài)——雙重子態(tài)
10.5.6 核子-反核子束縛態(tài)——重子偶素
10.5.7 坡密子與膠球
10.6 重子激發(fā)態(tài)
10.6.1 關(guān)于N*(1440)和N*(1535)的結(jié)構(gòu)及△(1232)的形狀
10.6.2 搜尋“失蹤”的重子激發(fā)態(tài)
10.7 重子-重子相互作用的夸克模型
10.8 夸克-介子耦合(QMC)模型與核多體問題
10.8.1 夸克-介子耦合(QMC)模型及其作用量
10.8.2 QMC模型對核物質(zhì)的描述及與QHD的聯(lián)系
10.8.3 核物質(zhì)的飽和性和不可壓縮性
10.8.4 核介質(zhì)中的強子質(zhì)量和性質(zhì)變化
10.8.5 QCD凝聚在核介質(zhì)中的變化
10.8.6 夸克-介子耦合模型對有限核的描述
10.8.7 QMC有效作用與常規(guī)核物理中的有效核力(Skvrme)的聯(lián)系
10.8.8 核介質(zhì)中核子的夸克結(jié)構(gòu)效應(yīng)的觀測
10.8.9 結(jié)束語
參考文獻
索引
第2章 規(guī)范理論的規(guī)范不變性與多點格林函數(shù)間的嚴(yán)格關(guān)系
在規(guī)范理論中,規(guī)范不變性或說規(guī)范對稱性導(dǎo)致多點格林函數(shù)間嚴(yán)格的約束關(guān)系,稱為Ward。Takahashi(WT)恒等式。在非阿貝爾規(guī)范理論如量子色動力學(xué)(QCD)理論中,這些WT恒等式也稱為Slavnov。Taylor(ST)恒等式。最基本的WT(ST)恒等式是基本頂角的WT(ST)恒等式,它們在論證規(guī)范理論的可重整化性方面擔(dān)任基本的角色,也在規(guī)范理論的非微擾研究如夸克禁閉、動力學(xué)手征對稱性破缺等研究中起重要作用。在第1章第4節(jié)中,我們給出了Slavnov。Taylor恒等式的緊致表達式。對基本頂角的ST恒等式可從該式中導(dǎo)出。為更清晰理解WT恒等式和ST恒等式及橫向的WT(ST)恒等式,本章將更具體地討論如何推導(dǎo)這些恒等式。
在本章中,我們將應(yīng)用規(guī)范對稱性變換結(jié)合泛函積分途徑推導(dǎo)阿貝爾規(guī)范理論量子電動力學(xué)(QED)中頂角的WT恒等式和非阿貝爾規(guī)范理論量子色動力學(xué)(QCD)中基本頂角的ST恒等式。我們知道,一個體系的整體對稱性變換導(dǎo)致體系的作用量(拉氏量)不變,在經(jīng)典場論中,體系的這一對稱性與由Noether定理給出的“流”和“荷”守恒相對應(yīng),而這些“流”