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出版者:Springer

作者:Levy, Maurice; Aliopoulos, Jean; Gastmans, Raymond

出品人:

页数:404

译者:

出版时间:1997-10-31

价格:USD 244.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780306456947

丛书系列:

图书标签:

• 粒子物理学
• 基本粒子
• 质量谱
• 标准模型
• 量子场论
• 高能物理
• 粒子物理标准模型
• 粒子质量
• 实验粒子物理
• 物理学

群体与基础粒子：宇宙结构与动力学探索 本书旨在为读者提供一个全面且深入的视角，审视物质世界最基础的构成单元及其在宏观尺度上展现出的集体行为。我们聚焦于现代物理学的核心领域——粒子物理学和凝聚态物理学——并探索它们之间错综复杂的联系。 第一部分：基本粒子的画像与相互作用 本部分将构建我们理解宇宙基石的框架。我们将从标准模型（Standard Model）的基石出发，详细阐述夸克、轻子以及规范玻色子的性质、质量起源和电荷结构。 1. 夸克与轻子的几何构造： 我们将剖析六种味（Flavor）的夸克（上、下、奇、粲、底、顶）和六种轻子（电子、$mu$子、$ au$子及其对应中微子）的内在对称性。重点讨论它们如何通过色荷（Color Charge）和弱荷（Weak Isospin）进行分类。我们不会仅仅停留在粒子的列表上，而是深入探讨它们的自旋、宇称以及如何通过费米-狄拉克统计描述其集体行为。例如，我们将分析电子在金属中的分布如何影响其宏观电导率，以及夸克在强子（如质子和中子）内部的“禁闭”现象（Confinement）。 2. 规范场论与基本力的统一： 本书将详细介绍量子场论（QFT）的数学工具，用以描述电磁力、弱核力和强核力。 电磁力： 以光子为媒介的交互作用，阐述狄拉克方程的相对论性起源及其在描述电子运动中的精确性。 弱核力： 聚焦于W和Z玻色子的质量机制，分析中微子的质量问题（尽管标准模型认为它们是无质量的），以及宇称不守恒在放射性衰变中的体现。 强核力与量子色动力学（QCD）： 深入探讨胶子如何传递强力，以及渐近自由（Asymptotic Freedom）和禁闭的对立特性。我们将用格点QCD的初步概念来解释重子内部的能量分布。 3. 希格斯机制与质量的起源： 我们将用清晰的语言解析自发对称性破缺（Spontaneous Symmetry Breaking）在赋予规范玻色子和费米子质量过程中的核心作用。我们会详细分析希格斯场的真空期望值（VEV）如何影响基本粒子质量谱，并讨论当前实验对希格斯玻色子性质的精确测量结果及其对新物理学模型的限制。 第二部分：从粒子到集合体：多体物理的涌现现象 本部分的核心在于展示基础粒子如何通过大量聚集并相互作用，涌现出完全不同于单个粒子尺度的宏观性质。 1. 费米子与玻色子的统计海洋： 理解宏观物质的关键在于区分费米子和玻色子。我们将详细分析费米-狄拉克统计在电子气中的应用，阐述泡利不相容原理如何支撑物质的稳定性，以及“简并压力”（Degeneracy Pressure）在白矮星和中子星结构中的决定性作用。同时，我们将探讨玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）现象，分析大量玻色子在极低温下进入最低量子态的集体行为，这标志着量子力学从微观尺度显现于宏观世界。 2. 凝聚态系统中的有效场论： 我们探讨如何将描述基本粒子的量子场论概念“移植”到描述多体系统（如晶体、液体或超导体）的“准粒子”（Quasiparticles）模型中。 准粒子的概念： 解释电子在晶格中如何表现为“有效质量”的准电子，以及声子（Phonon，晶格振动的量子化）如何充当一种玻色子。 相互作用的重新聚焦： 在多体系统中，我们关注的是粒子间的平均场效应，而非两体间的精确相互作用。我们将介绍朗道液体理论（Landau’s Fermi Liquid Theory）如何成功描述普通金属的低能激发。 3. 电子的集体运动与输运性质： 我们将分析电子集体运动如何决定材料的宏观电学和磁学性质。 超导性： 深入阐述BCS理论，解释库珀对（Cooper Pairs）的形成是电子与晶格振动（声子）相互作用的间接体现，以及它们作为玻色子如何实现零电阻输运。 低维系统中的拓扑： 简要介绍拓扑绝缘体（Topological Insulators）的概念，展示在强相互作用下，系统的拓扑不变量如何保护其边缘态的鲁棒性，这为信息传输提供了新的思路。 第三部分：极端环境下的粒子与群体交织 本部分将考察在极端能量或密度条件下，基础物理定律如何与集体效应相互作用，生成新的物理状态。 1. 高能对撞机中的物质重构： 我们将分析粒子加速器中高能碰撞产生的夸克-胶子等离子体（QGP）状态。这是一种物质的“熔融”态，其中的夸克和胶子不再被限制在强子内部。本书将描述如何利用相对论性流体力学模型来描述这个极热、极密状态的演化，将其视为一种具有特定粘滞系数的“完美流体”。 2. 早期宇宙的粒子相变： 我们将回顾宇宙大爆炸后瞬间的演化。从电弱对称性破缺到夸克禁闭，分析温度和能量密度如何驱动基础物理常数的有效值变化。探讨是否存在一阶或二阶相变，以及这些相变如何影响早期宇宙的物质分布和引力波信号。 3. 中子星内部的物态方程： 中子星的致密核心代表了物质在极端压力下的终极体现。我们将讨论在核饱和密度（Nuclear Saturation Density）附近，夸克、介子和超子（Strange Baryons）之间的复杂平衡。我们将探讨“夸克星”或“奇异物质”存在的理论可能性，以及如何利用观测到的质量-半径关系来约束未知的核物质状态方程（Equation of State, EoS）。 结论：统一的视角与未解之谜 本书最终将回归到对物理学统一性的追求。虽然标准模型描述了基本粒子，而多体理论描述了宏观物质，但本书强调，在极端条件下（如黑洞视界或超高密度），这些界限变得模糊。最后，我们将讨论当前研究的前沿，包括暗物质的候选粒子、中微子质量的最终确定，以及如何利用先进的凝聚态系统来模拟和理解基本粒子理论中的复杂问题。 本书适合具有高等微积分和基础量子力学知识的物理专业学生、研究人员以及对基础科学有浓厚兴趣的读者。全书力求在概念清晰度和数学严谨性之间找到最佳平衡点。

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这部作品的阅读体验，就像是在一个极其寒冷的日子里，偶然走进一家温暖的古董店，每一件展品都带着历史的温度和未解的谜团。它的魅力不在于提供了标准答案，而在于它提出了足够多刁钻、令人困惑却又无比真实的问题。作者对人际关系的微妙把握，简直是大师级的展示。那些没有说出口的话、那些眼神交汇时瞬间产生的误解与和解，都被捕捉得纤毫毕现。我发现自己时不时地会停下来，拿出笔在页边做批注，不是因为某些段落晦涩难懂，而是因为它们精确地描绘了我自己生命中某个模糊的片段，仿佛作者提前偷窥了我的日记。书中的对话设计尤其出彩，它们不是简单的信息传递工具，而是充满张力的角力场，每一句话都带着目的性，每一句反驳都暗藏着更深的动机。这种对人性幽微之处的洞察力，使得整部作品充满了生命力和不可替代的真实感。它不迎合任何人，只是忠实地记录着生命在特定压力下可能产生的扭曲与升华，值得反复咀嚼。

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坦白说，初翻开这本书时，我对其抱持着一种近乎审慎的态度，毕竟市面上同类主题的作品已然汗牛充栋，想要从中脱颖而出殊为不易。然而，作者的笔触却展现出一种令人惊喜的锐度和独创性。她避开了所有陈词滥调的叙事陷阱，转而探索那些被主流叙事所忽略的“灰色地带”。这本书的结构设计如同一个精密的迷宫，章节之间的跳跃看似随机，实则暗藏着一条逻辑清晰的主线，只有当你全身心投入，才能察觉到那些若隐若现的线索是如何将看似分散的片段串联起来，最终指向一个令人震撼的中心。我尤其欣赏作者对“环境心理学”的巧妙融合，无论是那栋逐渐倾颓的老宅，还是被遗忘的档案室，都成为了推动情节发展、烘托人物命运的关键元素，它们仿佛拥有了生命，参与到这场人间的悲喜剧中。读完后，我感觉自己不仅读了一个故事，更像是参与了一次深刻的考古挖掘，重新审视了“真实”的定义。这本书的厚重感，并非来自于篇幅的冗长，而是源自其思想的深邃与结构的复杂，它需要读者拿出耐心去“解构”，而非仅仅“阅读”。

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从文学技法的角度来看，这本书简直是一部教科书级别的示范，展示了如何将多重时间线巧妙地编织在一起，而不让读者感到迷失或疲倦。作者的叙事视角切换得行云流水，时而是局外人的冷峻观察，时而又切换到当事者极度主观的视角，这种交替带来的阅读冲击力是极强的。更难能可贵的是，作者似乎有一种魔力，能将极其晦涩的哲学思辨，用最朴素、最贴近生活的场景表达出来。比如，关于“存在的虚无感”的探讨，不是通过冗长的论述，而是通过一个角色日复一日重复的、看似毫无意义的日常琐事来体现，这种“润物细无声”的文学处理方式，高明至极。整本书的基调是忧郁的，但这种忧郁并非是矫揉造作的，它源于对生命本质的深刻理解——我们都在不断地追逐一些注定无法抓住的东西。阅读完毕，我感到的并非是压抑，而是一种豁然开朗的平静，如同暴风雨后，空气中遗留下的清新与通透。

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这部作品的叙事节奏感人至深，它没有那种令人窒息的宏大叙事，反而像是一位老友在壁炉旁娓娓道来，讲述着那些被时间冲刷得几乎褪色的记忆碎片。作者对于人物内心世界的刻画入木三分，那些细微的情绪波动，那些不经意间流露出的脆弱与坚韧，都像是一面面棱镜，折射出人性的复杂与多面。阅读过程中，我时常会陷入沉思，思考着自身经历过的那些“岔路口”——如果当初选择了另一条路，现在又会是怎样一番光景？书中的意象运用极为精妙，例如那片常年笼罩在薄雾中的小镇，它不仅是故事发生的背景，更像是主角们压抑心绪的外化，空气中弥漫的潮湿感似乎能透过纸页渗出来。特别是关于“选择与失去”的主题，作者的处理极其克制，没有煽情，却在平淡的叙述中蕴含着巨大的情感张力，让人在合上书本后，仍久久无法平复那种若有所失的怅惘。这部书的文字本身就具有一种音乐性，读起来韵律感十足，仿佛每一个句子都是经过精心打磨的音符，共同构成了一首关于时间、记忆与和解的安魂曲。

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这部作品的语言风格，可以说是我近期读到过最具辨识度的一部。它似乎融合了古典的严谨与现代的疏离感，句子结构复杂却又异常清晰，充满了精准的动词和意想不到的形容词搭配，读起来有一种既熟悉又陌生的张力。它没有宏大叙事中的那种英雄主义光环，相反，它聚焦于那些在历史洪流中被忽略的、微不足道的个体命运的交错。我被书中对细节的偏执式关注所吸引，比如对某种特定光线下墙壁颜色的描述，对某种老式机械运作声音的捕捉，这些看似无关紧要的细节，却成为了构建整个世界观不可或缺的基石。作者似乎在用一种近乎科学家的严谨态度去解剖情感，使得这部作品在感性之余，多了一层理性的光辉。这本书的后劲十足，它不满足于提供一个完整的故事，它更渴望在你心中种下一颗种子，让你带着书中的疑问，重新审视自己生活中的那些“未竟之事”和“沉默的真相”。这是一部需要被反复研读、并在不同人生阶段都会有新感悟的杰作。

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