量子色动力学讲义/LECTURES ON QUANTUM CHROMODYNAMICS pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Smilga, Andrei

出品人:

页数:322

译者:

出版时间:2001-11

价格:296.00元

装帧:HRD

isbn号码:9789810243319

丛书系列:

图书标签:

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《量子色动力学讲义/LECTURES ON QUANTUM CHROMODYNAMICS》 本书是一套深入探讨量子色动力学（QCD）理论的讲义集，旨在为读者提供对强相互作用物理学全面而系统的理解。内容涵盖了QCD的基础概念、核心模型以及前沿研究方向，适合物理学专业研究生、博士后以及对粒子物理学和核物理学有浓厚兴趣的研究人员。 第一部分：QCD的基础与数学框架 本书的开篇部分，我们将从QCD的基本原理出发，逐步构建起理解强相互作用的理论基石。 量子场论的复习与推广： 在正式进入QCD之前，我们将对量子电动力学（QED）等已有的量子场论进行简要回顾，强调其成功的经验与局限性。在此基础上，我们将深入探讨量子场论在处理规范对称性以及非阿贝尔规范场论方面的独特挑战。读者将了解到拉格朗日量、场算符、正则量子化等基本概念在QCD语境下的具体体现。 SU(3)规范群与夸克模型： QCD的核心在于其SU(3)规范对称性。我们将详细介绍SU(3)群的数学结构，包括其生成元、李代数以及不可约表示。在此基础上，我们将引入夸克的基本构成，阐述其作为SU(3)味偶合的基本粒子，以及颜色自由度的概念。读者将理解夸克为何具有“红”、“绿”、“蓝”等颜色荷，以及颜色在强相互作用中的关键作用。 QCD的拉格朗日量与费曼图： 本部分将呈现QCD的完整拉格朗日量，其中包含了夸克场、胶子场及其相互作用项。我们将重点分析拉格朗日量中各个项的物理意义，特别是胶子的自耦合特性。在此基础上，我们将引入QCD的费曼图规则，学习如何利用费曼图计算不同过程的散射振幅。读者将熟悉夸克-胶子顶点、胶子-胶子顶点等QCD特有的费曼图元素。 渐近自由与禁闭： 这是QCD最令人惊叹的两个特性。我们将详细阐述渐近自由现象，即在短距离（高能）尺度下，夸克之间的强相互作用变得非常弱，这使得微扰QCD计算成为可能。我们将深入探讨其背后的重整化群方程和β函数。随后，我们将转向QCD的另一个关键特性——夸克禁闭。我们将探讨长距离（低能）尺度下，夸克和胶子被束缚在强子内部的机制，尽管其微扰计算十分困难。我们将介绍一些概念性的模型，例如弦模型和瞬子模型，来理解禁闭的物理图像。 第二部分：微扰QCD的计算与应用 在掌握了QCD的基础理论后，本部分将聚焦于微扰QCD的计算技术及其在实验观测中的应用。 重整化群与跑动耦合常数： 我们将深入研究重整化群方程在QCD中的应用，特别是如何描述耦合常数随能量尺度的变化。读者将学习如何计算β函数，并理解其对偶联常数跑动行为的影响。这将是理解渐近自由性质的关键。 功率发散算符乘积展开（OPE）： 对于涉及低能QCD的物理过程，微扰方法往往难以直接应用。OPE提供了一种将物理观测量分解为短距离（微扰可计算）和长距离（非微扰）部分的有效方法。我们将介绍OPE的基本思想，以及如何将其应用于计算强子质量谱、衰变宽度等。 高能对撞机中的QCD过程： 本部分将重点关注在粒子对撞机（如LHC）中产生的QCD过程。我们将讨论诸如夸克-夸克散射、胶子-胶子散射、夸克-胶子散射等基本过程，并利用微扰QCD计算其截面。读者将了解到如何将理论计算与实验数据进行对比，从而检验QCD的预言。 喷注物理学： 喷注是高能碰撞中夸克和胶子碎裂形成的束状粒子团。我们将深入探讨喷注的形成机制，以及如何利用喷注来探测QCD的性质。我们将介绍喷注的定义、重建算法以及相关的物理量，例如喷注能量、动量等。 低质量Drell-Yan过程与矢量介子生产： 本部分将以具体的实验事例为例，展示微扰QCD的成功应用。我们将讨论Drell-Yan过程（正负电子对的产生）以及矢量介子（如ρ介子、J/ψ介子）的生产过程，并利用微扰QCD进行理论计算和与实验数据的比对。 第三部分：非微扰QCD与强子结构 尽管微扰QCD在描述高能过程方面取得了巨大成功，但对于低能强子结构和禁闭等非微扰现象，我们需要更深刻的理解。 格点QCD（Lattice QCD）： 格点QCD是一种基于数值模拟的非微扰QCD研究方法。我们将介绍其基本思想，即将时空离散化为格点，并通过蒙特卡洛方法求解QCD的路径积分。读者将了解到格点QCD如何用于计算强子质量、衰变常数以及夸克禁闭的性质。 有效场论（Effective Field Theories）： 对于特定能量尺度下的低能QCD现象，可以构建相应的有效场论。我们将介绍如重夸克有效场论（HQET）、手征微扰论（ChPT）等，阐述它们如何简化QCD描述，并用于研究重介子物理、π介子散射等。 强子模型与结构函数： 本部分将回顾和介绍各种强子模型，如 quark-diquark 模型、弦模型等，试图从不同的角度理解强子内部的夸克和胶子结构。同时，我们将深入探讨结构函数，理解其在描述强子内部动量分布方面的作用，并介绍深度非弹性散射实验如何探测这些结构函数。 QCD相变： 在极端温度和密度下，QCD物质会发生相变。我们将讨论夸克-胶子等离子体（QGP）的存在，并介绍QCD相图，分析其在宇宙早期和重离子碰撞实验中的重要性。 第四部分：QCD的前沿研究与展望 本书的最后部分将引领读者走向QCD研究的前沿，探讨当前的研究热点和未来的发展方向。 超越标准模型的QCD： 尽管QCD是描述强相互作用的标准理论，但仍然存在一些悬而未决的问题，例如强CP问题。我们将探讨QCD与超越标准模型的可能联系，以及寻找新物理的可能性。 QCD与宇宙学： QCD在早期宇宙演化中扮演着重要角色。我们将探讨QCD相变对宇宙学参数的影响，以及QGP在宇宙早期形成过程中的作用。 理论与实验的协同： QCD的研究是一个理论与实验紧密结合的领域。我们将强调理论计算的精度提升、实验技术的进步以及两者之间相互促进的重要性。 未来展望： 本部分将对QCD的未来研究进行展望，包括对禁闭机制的更深入理解、对非微扰QCD计算方法的改进、以及在更大能量和更精密测量方面的探索。 本书的结构旨在引导读者从基础理论逐步深入到前沿研究，通过详细的讲解和丰富的实例，帮助读者建立起对量子色动力学的深刻理解，并为进一步的学术研究打下坚实的基础。

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这本书的语言风格在我看来是一种罕见的融合体——既有学术的精准和严谨，又不失一种独特的、近乎诗意的学术魅力。它绝非干巴巴的公式堆砌，而是充满了思想的火花。作者在阐述一些深层次概念时，会不经意间流露出对自然规律的敬畏，那种文字的力量感和逻辑的穿透力，让人在合上书本后仍久久不能平静。它成功地将一门前沿且艰深的物理学分支，塑造成了一部既有深度又有温度的知识载体，让人在学习的过程中，除了获得知识，更收获了一种对物理之美的全新体验。

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这本书的排版和装帧简直是一场视觉盛宴。纸张的质感温润，拿在手里沉甸甸的，让人立刻感受到这是一本严肃的学术著作。装帧设计充满了现代感，黑白灰的配色方案冷静而专业，封面上的文字设计更是巧妙地运用了对称和留白，体现了物理学研究的严谨与美感。我特别喜欢它内页的字体选择，清晰易读，即便是面对复杂的数学公式，也能保持良好的阅读体验。那种沉浸在专业书籍中的感觉，是很多普通读物无法比拟的。这种对细节的极致追求，让人在阅读过程中也仿佛能感受到作者对知识的尊重和对读者的体贴。每一次翻阅，都像是在进行一次精心准备的学术朝圣，让人心情愉悦。

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阅读体验中，我最欣赏的是作者对待“不确定性”和“近似”的态度。在描述那些尚未完全被实验证实或在计算中需要简化处理的部分时，作者的处理方式非常坦诚且到位。他没有试图将所有问题包装成完美无瑕的真理，而是清晰地指出了当前理论的局限性以及未来可能的发展方向。这种科学的谦逊感，在很多教材中是缺失的。它教会了我不仅仅是知识本身，更是一种对待科学探索应有的批判性思维和开放心态。这使得这本书不仅仅是一本知识的传递者，更像是一位引路人，指引着我在知识的迷雾中谨慎前行。

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这本书的图表设计简直是教科书级别的典范。那些复杂的费曼图和截面图，原本应该是抽象难懂的符号集合，但在作者的精心绘制下，变得直观且富有信息量。每一张图下方都有详尽的注释和解释，它们不是简单的插图，而是与正文内容深度融合的辅助工具。我发现，很多原本需要反复阅读数遍才能理解的数学推导，通过结合对应的图示，瞬间就清晰了许多。这表明作者在编写时，是真正站在读者的角度去思考，如何将那些“看不见摸不着”的粒子世界，用最直观的方式呈现出来，这一点非常值得称赞。

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作者在内容的组织上展现了极高的洞察力。从宏观的理论框架到微观的粒子相互作用，逻辑链条衔接得天衣合缝，几乎没有跳跃感。特别是对于早期理论基础的梳理，既没有过度纠缠于历史的枝节，又能精准抓住核心概念的演进，让人对整个学科的脉络有一个清晰的认识。这种行云流水的叙述方式，极大地降低了初学者面对复杂理论时的畏惧感。每当我觉得可能要陷入迷茫时，总能找到一个清晰的引导，将我从困惑中拉出来，引导我走向更深入的理解。这种循序渐进的教学方法，着实体现了作者深厚的教学功底和对该领域的热爱。

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非常好的书，没有习题，讲解的清晰，需要一定的数学基础

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