Supersymmetry pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:Basic Books

作者:Kane, Gordon

出品人:

页数:224

译者:

出版时间:2001-7-3

价格:134.00元

装帧:平装

isbn号码:9780738204895

丛书系列:

图书标签:

物理
物理学
超对称性
粒子物理
理论物理
高能物理
量子场论
数学物理
弦理论
标准模型
宇宙学

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具体描述

"An excellent book on one of the most important advances in modern physics. "-Samuel C. C. Ting, Nobel Laureate "A fascinating account of the theoretical ideas behind supersymmetry...told by someone who has contributed deeply to the development of the field." -Nature For most of human history, man has been trying to discover just how the universe works. In this groundbreaking work, renowned physicist Gordon Kane first gives us the basics of the Standard Model, which describes the fundamental constituents and forces of nature. He then explains the next great leap in understanding: the theory of supersymmetry, which implies that each of the fundamental particles has a "superpartner" that can be detected at energies and intensities only now being achieved in the giant accelerators. If Kane and his colleagues are correct, these superpartners will also help solve many of the puzzles of modern physics-such as the existence of the Higgs boson-as well as one of the biggest mysteries is cosmology: the notorious "dark matter" of the universe.

宇宙的织锦：弦理论、M理论与时空的多重维度作者：[此处留空，或填写一位虚构的物理学家姓名，例如：阿历克斯·里德] 内容简介：本书并非一本探讨超对称性（Supersymmetry）理论的专著。相反，它是一次宏大而精妙的旅程，带领读者深入探索现代物理学最前沿的两个核心概念——弦理论（String Theory）与M理论（M-Theory）——如何试图统一描述宇宙中所有的基本力与物质。我们将在书中构建一个全新的认知框架，审视粒子物理学的标准模型之外的广阔天地，探究时空本身是否由微小的、振动的能量弦编织而成，以及我们所感知的四维时空（三维空间加一维时间）是否只是更高维度结构的一个投影。第一部分：追寻终极和谐的呼唤第一章：现代物理学的双峰对峙本章从二十世纪物理学遭遇的根本性难题切入：广义相对论（描述引力与宏观宇宙）与量子力学（描述电磁力、强核力与弱核力以及微观粒子）在数学框架上的不相容性。我们回顾爱因斯坦统一场的宏伟愿景，并分析引力子（若存在）在量子场论框架下引发的“无穷大”问题。在这里，我们引入一个核心观点：解决这一矛盾的关键，或许不在于更精密的粒子描述，而在于对空间和时间基本单元的重新定义。第二章：弦的咏叹调——从玻色子到费米子弦理论并非凭空出现，它诞生于对强相互作用力的早期尝试，但很快被证明具备了描述所有基本粒子的巨大潜力。本章详细阐释了“弦”的概念：取代点状粒子的是一维的、极微小的、以特定频率振动的能量弦。不同的振动模式对应着我们观测到的不同粒子——电子、夸克、光子，乃至引力子。我们将深入探讨玻色弦理论的起源，以及它如何自然地包含了重力子，解决了量子引力的问题。然而，我们也将诚实地指出玻色弦理论的内在缺陷，特别是其对“速度比光速快”的假想粒子——无质量的、自旋为零的玻色子（tachyon）的依赖，以及其只适用于描述玻色子的局限性。第三章：费米子的引入与超对偶性的萌芽为了容纳构成物质的费米子（如电子和夸克），科学家们引入了费米弦。当玻色弦与费米弦结合后，一个至关重要的数学对称性浮现出来——即物质粒子（费米子）与力载粒子（玻色子）之间存在着一种深刻的对偶关系。本章将细致地分析这种对称性的数学结构，阐释为什么这种结构（与超对称性无关）是解决早期弦理论矛盾的必然步骤，并为后续对更高维度理论的构建奠定了坚实的基础。第二部分：维度的大爆炸第四章：幽灵般的额外维度弦理论的数学结构要求宇宙必须存在多于我们感知的四维时空。本章聚焦于卡拉比-丘（Calabi-Yau）流形的概念。我们设想，在宏观尺度上不可见的额外维度，被“卷曲”或“紧致化”到了普朗克长度（约 $10^{-35}$ 米）的尺度以下。我们将以一个形象的比喻来解释这一过程：一个远距离看是一维细线的物体，在近距离观察时，却展现出二维的截面——正是这个被卷曲的截面，决定了我们宇宙中所有基本常数和粒子质量的数值。第五章：五种不同的宇宙图景进入九十年代，物理学家发现，总共有五种自洽的、描述不同“超弦”振动模式的理论体系（I型、IIA型、IIB型、异构体O和异构体A）。这五种理论在数学上看似独立，却共享了某些深层次的联系。本章深入剖析了这五种理论的差异，特别是它们如何处理弦的开放性或闭合性，以及它们对额外维度的要求，这直接引导我们进入了M理论的黎明。第六章：M理论：统一的架构 M理论，被视为所有五种弦理论的“母体”，其本质至今仍是理论物理学中最大的谜团之一。本章讨论了M理论的核心观念：它在一个十一维的时空背景下运作，并且包含了一种新的基本单元——膜（Branes），特别是二维的膜（D-branes）和更高维度的膜。我们探讨了对偶性（Duality）的概念：不同维度或不同类型的弦理论，在特定的物理参数下可以相互转换，暗示着它们只是同一更深层次物理实在的不同表现形式。M理论的引入，将我们对时空的理解从一维的“线”提升到了更高维度的“曲面”。第三部分：时空的结构与未来的展望第七章：膜世界的宇宙观在M理论的框架下，我们所感知的四维宇宙可能仅仅是一个嵌入在更高维空间中的三维膜（3-brane）。本章详细探讨了膜世界（Brane World）的概念。例如，某些基本力（如电磁力和强核力）的载体粒子被限制在我们的膜上运动，而引力——因为其载体（引力子）可能在更高维度中自由传播——能够渗透到其他膜或“体”（Bulk）中。这为暗物质和暗能量的某些解释提供了一个崭新的视角。第八章：信息、熵与黑洞的热力学弦理论和M理论在解释黑洞的微观结构方面取得了巨大成功。本章将回顾贝肯斯坦-霍金的黑洞熵公式，并展示弦理论如何通过计算其等效的膜系统（D-branes）的微观状态数量，精确地重现了这一宏观热力学定律。这标志着引力、量子力学和统计力学之间取得了前所未有的协同。第九章：悬而未决的挑战与未来的方向本书在最后将回归现实，审视这些宏伟理论面临的实验验证困境。由于所有这些现象的特征尺度都远低于当前加速器的探测能力，我们如何才能证实这些理论的真实性？我们讨论了宇宙微波背景（CMB）中的微小印记、引力波天文学的潜力，以及对高能粒子物理中潜在非线性效应的搜寻。本书旨在激发读者对宇宙本质的深刻思考，认识到我们对时空和物质的认知仍在不断演进的壮阔历史之中。 --- 总结：本书是一部旨在阐释弦理论与M理论内在逻辑、数学美感和哲学影响的导读。它系统地构建了从点粒子到一维弦，再到高维膜的物理图像，聚焦于如何用一套统一的数学结构来描述宇宙的所有基本力量和物质，完全避开了对超对称性（Supersymmetry）概念的深入讨论或作为核心主题的展开。这是一部关于高维几何、量子引力以及宇宙终极理论结构的探索之作。