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出版者:人民衛生齣版社

作者:張永學 編

出品人:

頁數:361

译者:

出版時間:2002-9

價格:37.00元

裝幀:

isbn號碼:9787117048408

叢書系列:

圖書標籤:

• 核醫學
• 醫學影像
• 核素診斷
• 核素治療
• 放射性藥物
• SPECT
• PET
• 分子影像
• 臨床醫學
• 醫學教育

好的，以下是一本名為《現代粒子物理學導論》的圖書簡介，該書內容與《實驗核醫學》無關。 --- 《現代粒子物理學導論》 —— 探索物質世界最基本構成的思想旅程 本書旨在為物理學、工程學及相關交叉學科的本科高年級學生和初級研究生提供一個全麵而深入的現代粒子物理學基礎框架。它不僅僅是一本教材，更是一份對人類認知自然界最基本組分和支配它們相互作用力的係統性探索指南。本書以嚴謹的物理學原理為基石，輔以清晰的數學推導和豐富的曆史背景，力求在保持理論深度的同時，兼顧讀者的理解接受度。 第一部分：理論基石與曆史迴溯 本書伊始，我們首先迴顧瞭粒子物理學的發展曆程，從早期對亞原子粒子（如電子、質子、中子）的發現，到量子力學和狹義相對論如何為描述這些微觀現象提供瞭必要的數學工具。 1.1 經典到量子的飛躍： 重點闡述瞭波粒二象性、不確定性原理以及量子化概念的建立。我們詳細討論瞭光電效應和康普頓散射如何無可辯駁地確立瞭光的量子特性，以及德布羅意波如何將波動性引入到物質粒子中。 1.2 相對論的融閤： 狹義相對論的洛倫茲變換被引入，並推導瞭能量-動量關係 $E^2 = (pc)^2 + (mc^2)^2$，這是理解高能碰撞和粒子衰變現象的先決條件。愛因斯坦的質能等效原理在粒子産生和湮滅過程中得到瞭生動的體現。 1.3 量子場論的萌芽： 本章初步介紹瞭量子場論（QFT）的基本思想，即將粒子視為特定量子場的激發態。我們簡要探討瞭狄拉剋方程及其在描述自鏇為 $1/2$ 費米子（如電子）中的重要性，特彆是它自然預言瞭反物質的存在。 第二部分：標準模型的構建與內部結構 標準模型（Standard Model, SM）是現代粒子物理學的核心理論框架，它成功地將電磁力、弱核力和強核力統一在一個自洽的理論體係中。本部分將係統地解構標準模型。 2.1 規範對稱性與基本力： 核心內容是規範對稱性（Gauge Symmetry）原理。我們深入探討瞭 $U(1)$（電磁力）、$SU(2)$（弱核力）和 $SU(3)$（強核力）規範群的數學結構。通過引入規範玻色子（光子、W和Z玻色子、膠子）作為力的傳遞者，詳細闡述瞭這些相互作用的耦閤強度和作用機製。 2.2 物質的傢族：誇剋與輕子： 詳細分類和描述瞭三代誇剋（上、下、奇、粲、底、頂）和三代輕子（電子、繆子、陶子及其對應的中微子）。討論瞭它們的量子數（如電荷、味、色荷）以及它們在不同相互作用中的行為差異。 2.3 希格斯機製與質量起源： 希格斯機製是標準模型中最精妙的部分之一。本章詳細解釋瞭自發對稱性破缺（Spontaneous Symmetry Breaking）如何通過與希格斯場的相互作用，賦予瞭規範玻色子（W、Z）和費米子靜止質量，而光子和膠子保持無質量。我們還討論瞭希格斯玻色子（標量粒子）的預測及其在實驗中被發現的意義。 第三部分：強相互作用的深入解析——量子色動力學（QCD） 強相互作用是標準模型中最復雜的部分，它支配著原子核內的誇剋和膠子之間的行為。 3.1 漸近自由： 詳細分析瞭量子色動力學（QCD）的理論基礎。重點闡述瞭“漸近自由”的特性——在極高能量下，誇剋和膠子之間的強相互作用變弱，使得高能散射計算成為可能。 3.2 誇剋禁閉： 與漸近自由相對，我們探討瞭在低能尺度下誇剋和膠子無法被單獨觀測到的“誇剋禁閉”現象。通過對強相互作用勢能的分析，解釋瞭為什麼所有可觀測的粒子（強子）都是顔色中性的組閤（如介子和重子）。 3.3 強子譜學： 介紹如何利用群論和對稱性原理對強子（如π介子、質子、中子）進行分類和預測，並討論瞭從實驗數據中如何反推齣誇剋的顔色荷。 第四部分：實驗探測與前沿物理 粒子物理學的進步離不開大型實驗裝置的支持。本部分關注實驗技術以及標準模型之外的未解之謎。 4.1 粒子探測技術： 概述瞭高能物理實驗中使用的主要探測器類型，包括： 徑跡探測器： 利用電離測量粒子路徑和動量。 量能器（Calorimeters）： 用於測量粒子能量（電磁量能器和強子量能器）。 μ子室： 用於識彆穿透力極強的μ子。 對不同粒子（如電子、光子、中微子、強子）的典型探測信號進行瞭比較分析。 4.2 粒子加速器： 簡要介紹瞭高能粒子加速器的基本原理，包括同步加速器和對撞機（如LHC），以及如何通過束流對撞産生新的、質量更大的粒子。 4.3 標準模型之外的挑戰： 探討瞭標準模型無法解釋的現象，這些是當前物理學研究的前沿熱點： 中微子質量問題： 標準模型預測中微子無質量，但實驗證明它們存在質量，並發生中微子振蕩。 暗物質與暗能量： 宇宙學證據錶明，普通物質僅占宇宙總質能的約5%，其餘由暗物質和暗能量主導，標準模型對此無解釋。 引力的量子化： 標準模型尚未成功地將廣義相對論（引力）納入到量子場論框架中。 結語 《現代粒子物理學導論》旨在為讀者建立一個堅實的理論基礎，使其能夠理解和批判性地評估當前物理學研究的成果和挑戰。本書的深度適中，適閤作為後續深入研究弦理論、圈量子引力或超越標準模型（BSM）物理學的跳闆。通過學習，讀者將能夠掌握探索物質世界終極奧秘所需的語言和工具。

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我不得不說，作者在內容的前瞻性上做得非常齣色，這本書的視角顯然是超越瞭當前普遍的認知水平的。它沒有停留在介紹已經被廣泛接受的傳統方法，而是大膽地將目光投嚮瞭未來可能的研究方嚮和技術瓶頸。在涉及到一些前沿技術時，作者的處理方式非常成熟——既沒有誇大其詞，也沒有故作高深，而是用一種非常務實的口吻，分析瞭這些技術背後的科學原理、當前麵臨的挑戰，以及預期的突破點。這種既有紮實的理論支撐，又充滿對未來探索熱情的敘事風格，極大地激發瞭我作為一個學習者的好奇心和求知欲。它讓我意識到，知識的學習不是一個終點，而是一個不斷嚮外擴展的星係，這本書就像是一張精確的星圖，指引著我們去探索那些尚未被完全照亮的新疆域。這種引領性，遠勝於市麵上那些隻停留在基礎知識復述的教材。

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我必須強調這本書的學術嚴謹性達到瞭一個極高的水準。在引用和參考文獻的標注上，體現齣作者在資料搜集和交叉驗證方麵付齣的巨大心血。每當書中提齣一個較為激進的觀點或一個關鍵性的結論時，總能找到詳實的來源佐證，這極大地增強瞭文本的可信度和說服力。更令人贊嘆的是，作者在描述不同學派觀點衝突時所展現齣的客觀與中立態度。他沒有急於站隊，而是清晰地梳理瞭各個流派的邏輯基礎和各自的局限性，讓讀者能夠跳齣單一視角的束縛，進行批判性思考。這種平衡的敘事方式，不僅避免瞭知識的偏頗，更培養瞭讀者科學研究者應有的審慎態度。讀完這本書，我不僅獲得瞭知識，更重要的是，我感覺自己的學術思維方式也得到瞭潛移默化的提升和矯正，這比單純記住多少事實性內容更有價值。

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這本書的排版和裝幀設計簡直是藝術品級彆的。我通常不太在意書籍的物理形態，但拿到這本書後，完全改變瞭我的看法。紙張的質感細膩而富有彈性，墨水的印刷清晰銳利，即便是最小的圖例和標注，也縴毫畢現，閱讀起來眼睛非常舒服，長時間盯著看也不會感到疲勞。更值得稱贊的是它的版式布局，留白的處理拿捏得恰到好處，既保證瞭文字的密度，又避免瞭擁擠感。章節之間的過渡設計得如同音樂的樂章般流暢自然，不同主題間的銜接過渡，常常伴隨著一個精心設計的過渡性插圖或者一小段總結性的引言，這種閱讀體驗是純粹的享受。它不是那種簡單地堆砌信息，而是試圖引導讀者進入一種沉浸式的學習氛圍中。可以說，光是捧著它，就能感受到齣版方對知識的尊重和對讀者的關懷，這在當今這個快節奏的時代裏，顯得尤為珍貴。

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這本書的實用價值，已經遠遠超齣瞭我最初的預期。我原本以為它可能更偏嚮於理論探討，但在實際應用章節的展開中，我發現它提供瞭一套非常可操作的思維框架和方法論。作者似乎非常清楚不同背景的讀者在實際操作中可能遇到的具體障礙，因此在描述每一個步驟或每一個參數選擇時，都附帶瞭大量的“為什麼”和“如果……該怎麼辦”的討論。這使得書中的內容不僅僅是知識的羅列，更像是一位經驗豐富的前輩在耳邊耳提麵命。特彆是對於那些復雜流程的剖析，作者運用瞭非常精妙的類比和圖示，將那些原本需要耗費大量時間去摸索的經驗教訓，濃縮成幾行精煉的文字。對於需要在短時間內掌握核心技能的人來說，這本書的效率簡直是無與倫比，它提供的是一把直達核心的鑰匙，而不是迷宮般的地圖。

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這本書真是讓人眼前一亮，內容組織得非常巧妙。從拿到手的那一刻起，我就被它紮實的理論基礎和清晰的邏輯結構所吸引。作者似乎非常懂得如何將復雜的概念拆解成易於理解的部分，即便是初次接觸這個領域的人，也能很快抓住核心要點。特彆是關於那些基礎原理的闡述，簡直可以算得上教科書級彆的示範——沒有冗餘的文字，每一個公式、每一個圖錶的齣現都恰到好處，仿佛是為瞭解決某個特定的睏惑而精心設計的。我尤其欣賞它在案例分析上的深入，那些真實的臨床或科研場景的描述，讓抽象的知識立刻變得鮮活起來，不再是冷冰冰的文字堆砌。讀完第一部分，我感覺自己對這個學科的整體脈絡有瞭前所未有的清晰認識，為後續的學習打下瞭極其堅實的地基。那種豁然開朗的感覺，是很多同類書籍難以給予的。它不是那種囫圇吞棗就能讀完的快餐讀物，更像是一份需要細細品味的珍貴資料集，每翻閱一次，總能發現新的細節和更深層次的聯係。

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