The Quantum World of Nuclear Physics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Berezhnoy, Yuri A.

出品人:

页数:191

译者:

出版时间:

价格:$ 65.54

装帧:HRD

isbn号码:9789812563873

丛书系列:

图书标签:

• 量子物理
• 核物理
• 量子力学
• 原子核
• 粒子物理
• 核反应
• 放射性
• 核结构
• 现代物理
• 物理学

探索宇宙的微观疆域：原子核的结构、演化与奥秘 导言：超越经典视界的物理学前沿 本书旨在带领读者深入探索一个宏大而又精微的领域——原子核的内部世界。它不仅仅是对标准模型（Standard Model）的补充性论述，更是一次对物质最基本构筑单元的结构、相互作用及其动态演化的全面考察。我们聚焦于那些驱动恒星燃烧、塑造宇宙物质基础，以及在地球上提供能源与诊断工具的核心物理过程。全书的叙事结构力求严谨的物理学基础与直观的物理图像相结合，避免纯粹数学推导的晦涩，而是着重于概念的清晰阐述和实验观测的深刻联系。 第一部分：原子核的基石——结构与稳定性的探究 本部分构建了理解原子核的理论框架，从最基本的核力开始，逐步深入到核结构的复杂性。 第一章：核力的本质与早期模型 我们从回顾核物理学从液滴模型（Liquid Drop Model）到壳层模型（Shell Model）的理论演进开始。液滴模型以其优雅的半经验公式解释了核结合能和裂变现象，但它无法解释诸如“神奇数字”（Magic Numbers）的存在。随后，我们详细剖析了核壳层模型的建立，引入了强大的平均场概念，以及自旋-轨道耦合（Spin-Orbit Coupling）对核子能级的决定性影响。读者将理解为什么某些核素异常稳定，以及如何通过该模型预测核的自旋、奇偶性和磁矩。 第二章：核的集体运动与形状 原子核并非静止不变的。在壳层模型之外，大量中重核展现出复杂的集体激发行为。本章深入探讨集体模型，包括振动（Vibration）和转动（Rotation）的量子力学描述。我们将介绍变形核的概念，分析如“花生状”或扁球状核的集体激发谱。此外，我们将讨论统一模型（Unified Model），它试图将单粒子运动与集体激发有效地结合起来，为理解复杂核结构提供了一个更全面的视角。 第三章：核物质的对称性与同位素效应 对称性在粒子物理学中扮演着核心角色，核物理亦不例外。本章聚焦于同位旋（Isospin）对称性在核相互作用中的体现，以及在弱相互作用中宇称（Parity）的破坏。随后，我们将讨论核素图（Chart of Nuclides）上的“山谷”——稳定线，并分析半衰期、贝塔衰变（Beta Decay）的机制，包括对中微子（Neutrino）存在的早期证据和后续的实验确认。这一部分强调了核结构如何决定其在核素图上的位置及其衰变路径。 第二部分：核的相互作用与动态过程 本部分将视角从静态结构转向动态过程，探讨核反应、能量释放的机制，以及核物理学在宇宙学中的作用。 第四章：核反应的截面与机制 理解核反应的概率是核技术和天体物理学的核心。本章详细阐述了反应截面（Cross Section）的概念及其能量依赖性。我们将区分不同类型的反应机制：共振反应（Resonance Reactions）、直接反应（Direct Reactions，如弹性散射和非弹性散射）以及复合核反应（Compound Nucleus Reactions）。特别地，我们将关注核裂变（Fission）的微观机制，如何通过对激发能的精确计算来预测裂变产额和能量释放。 第五章：强相互作用的场论描述与低能有效理论 虽然完整的强相互作用理论是量子色动力学（QCD），但对于核内部的低能强子间相互作用，更实用的方法是有效场论。本章将介绍介子交换模型作为核子间相互作用的桥梁，讨论诸如重约化（Heavy Meson Exchange）理论的成功之处与局限性。我们还将探讨手征对称性（Chiral Symmetry）在核物质中的恢复或自发破缺，这为我们理解核物质的基态性质提供了更深层次的理论工具。 第六章：核天体物理学——恒星的燃料与元素的起源 原子核的知识是理解宇宙历史的关键。本章将讨论核物理在恒星演化中的核心地位。我们将详细分析氢燃烧（质子-质子链和CNO循环）的反应网络，以及氦闪（Helium Flash）的物理机制。随后，我们将重点讨论超新星爆发（Supernovae）中快中子俘获过程（r-process）和慢中子俘获过程（s-process）如何合成比铁更重的元素，最终解释了我们周围物质的元素起源。 第三部分：前沿探测与未来展望 本部分着眼于当代核物理实验的前沿进展，以及对超越标准模型的探索。 第七章：先进的核探测技术与数据分析 核物理的进步离不开先进的实验设备。本章将介绍用于研究短寿命核素和高能散射实验的关键技术，包括加速器技术（如同步加速器和线性加速器）、次级束流（Secondary Beams）的产生与分离，以及大型粒子探测器的设计原理（如全天候测量和高精度能谱仪）。同时，我们将讨论如何从海量的实验数据中提取有意义的物理信号，如利用先进的谱学分析技术来确定新的能级和衰变模式。 第八章：奇异核与核力的极限 对核极限状态的研究是检验现有理论的试金石。本章聚焦于奇异核（Exotic Nuclei），特别是晕核（Halo Nuclei），如$^{11} ext{Be}$，它们展示了与传统核模型截然不同的结构特征。我们将探讨滴线（Driplines）附近的核素，以及如何通过研究这些不稳定的核来重塑我们对核尺度的理解。此外，本章还会涉及超重元素的合成与识别，以及对核物质中是否存在夸克-胶子等离子体的探索。 结语：从核到粒子——未竟的旅程 本书在对原子核内部世界的细致描绘中收尾，但也指出了核物理与高能粒子物理之间尚未完全弥合的鸿沟。我们简要回顾了重子结构（如质子和中子的内部结构）的研究，并展望了利用核偏振（Nuclear Polarization）和弱相互作用的精确测量，来寻找标准模型之外的新物理（如中微子质量等级和CP破坏）的潜力。原子核的研究，是理解物质基本规律的永恒前沿。 （全书内容结构清晰，理论深度与实验应用并重，旨在为读者提供一个全面而深入的原子核物理学图景。）

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