Introduction à la physique des particules pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Dunod

作者:Robert Zitoun

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2000-06-21

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9782100050109

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 粒子物理学
• 标准模型
• 费曼图
• 量子场论
• 高能物理
• 基本粒子
• 探测器
• 加速器
• 相对论

好的，以下是一份关于《量子场论导论》（Introduction to Quantum Field Theory）的图书简介。本书旨在为物理学专业学生和研究人员提供一个全面且深入的量子场论（QFT）的入门指南，涵盖了从基本概念到前沿应用的多个核心领域。 --- 量子场论导论 (Introduction to Quantum Field Theory) 作者：[此处留空，或填写假定作者] 出版社：[此处留空，或填写假定出版社] 本书概述：穿越微观世界的数学与物理 量子场论（QFT）是现代理论物理学的两大支柱之一（另一为广义相对论），它成功地将狭义相对论与量子力学相结合，构成了描述基本粒子及其相互作用的无可替代的框架。从描述光子的电磁相互作用，到解释夸克和轻子的标准模型，再到探索引力子的量子特性，QFT无处不在。 本书《量子场论导论》并非一本简单的概念堆砌，而是一部结构严谨、逻辑清晰的教程，旨在引导读者穿越QFT的复杂数学结构，直达其深刻的物理内涵。我们力求在保持数学严谨性的同时，保持对物理图像的清晰描绘，确保读者不仅“知道如何计算”，更能“理解为何如此计算”。本书特别注重从经典场论的视角出发，平稳过渡到量子化过程，避免了初学者在面对正则量子化或路径积分时可能出现的概念断裂。 全书共分为 [假设的章节数] 个主要部分，内容涵盖了从经典场论基础到高阶微扰论，再到规范场论的基本原理。 第一部分：从经典场论到量子化基础 本部分是本书的基石，为后续深入学习打下坚实的数学和物理基础。 1. 经典场论回顾与拉格朗日密度：我们从狭义相对论的协变性要求出发，回顾了场（Field）的概念，并重点阐述了拉格朗日量密度（Lagrangian Density）在描述连续系统中的核心地位。通过拉格朗日-欧拉方程，读者将掌握如何从一个普适的密度泛函推导出运动方程，包括标量场、旋量场和矢量场的具体形式。 2. 诺特定理与守恒量：诺特定理（Noether’s Theorem）是连接对称性与守恒量的桥梁。本章详细推导了时空平移、旋转、洛伦兹变换以及内部对称性（如U(1)对称性）所对应的守恒流和守恒荷（如能量、动量、角动量和电荷）。理解守恒量是构建可重整化理论的关键。 3. 经典场论的量化——正则对易关系：本书采用正规量子化（Canonical Quantization）方法作为主要切入点。我们将详细探讨如何将经典场及其共轭动量提升为算符，并建立时间演化下的对易关系。对于自由标量场，我们将通过傅里叶展开引入创建（Creation）和湮灭（Annihilation）算符，并清晰地构建出Fock空间，理解多粒子态的物理意义。 4. 自由旋量场与狄拉克方程：本章转向描述费米子。我们将详细推导狄拉克拉格朗日密度，讨论狄拉克方程的相对论协变性，并应用正则量子化方法对自由狄拉克场进行量化，引入费米子的产生和湮灭算符，并严格遵守泡利不相容原理（通过反对易关系）。 第二部分：相互作用与微扰论 一旦建立了自由场的描述，下一步便是引入相互作用，这是理解粒子间动态联系的关键。 5. 相互作用的引入与S矩阵：相互作用项的引入使得薛定谔方程变得难以求解。我们引入海森堡绘景下的相互作用绘景，重点阐述散射理论的核心——S矩阵（Scattering Matrix）。S矩阵将描述初始态到最终态的概率幅，是计算所有可观测物理量的理论基础。 6. 费曼图与微扰展开：费曼图（Feynman Diagrams）是QFT中最强大的可视化和计算工具。本章将详细介绍如何将S矩阵的微扰展开转化为一系列规范的费曼图。我们将明确给出每种图元（顶点、内部线、外部线）对应的费曼规则，特别是针对电子-电子散射的[QED]示例。 7. 路径积分的视角（可选进阶）：为提供更现代化的视角，本章简要介绍了路径积分（Path Integral）表述。虽然其数学处理难度较高，但它在处理规范场和处理非微扰效应时展现出巨大优势。我们将展示路径积分如何自然地导出产生泛函和费曼规则。 第三部分：重整化与物理学的“危机” 处理相互作用的微扰展开时，必然会出现无穷大的问题。本部分是理解QFT物理有效性的核心所在。 8. 紫外灾难与发散：在计算高阶修正（如自能、光子自能）时，我们会发现积分在动量高频部分（紫外区）发散。本章详细分析了发散的物理根源——点状相互作用，并介绍了正则化（Regularization）技术，例如截断法和维数正则化（Dimensional Regularization），以暂时控制这些无穷大。 9. 重整化程序：重整化（Renormalization）是QFT的灵魂所在。我们将系统地介绍“裸”参数与“物理”参数之间的关系，即如何通过重新定义场和参数来吸收发散项，从而得到有限且具有明确物理意义的计算结果。本书将重点演示标量 $phi^4$ 理论和量子电动力学（QED）中的一级重整化。 10. 跑动耦合常数与重整化群：重整化不仅仅是消除无穷大，它还揭示了物理常数（如耦合常数）是依赖于我们所探测的能量尺度的。本章引入重整化群（Renormalization Group），解释了“跑动耦合”（Running Coupling）的概念，并详细阐述了QCD中的“渐近自由”（Asymptotic Freedom）现象。 第四部分：规范场论——描述基本力 现代粒子物理学的核心框架——标准模型——是建立在局部规范对称性之上的。 11. 局部规范不变性与规范场：本章是通往粒子物理学标准模型的关键一步。我们将从阿贝尔规范理论（QED）出发，展示如何通过要求拉格朗日量在局部U(1)变换下保持不变，必然地引入规范玻色子（光子）。 12. 非阿贝尔规范理论：杨-米尔斯理论：我们将扩展到非阿贝尔群（如SU(2)和SU(3)），详细推导杨-米尔斯（Yang-Mills）理论的拉格朗日量。读者将理解规范场如何自相互作用，以及这是强核力和弱核力的基础。 13. 自发对称性破缺与希格斯机制：为了赋予规范玻色子（W和Z）质量，同时保持规范不变性，我们引入自发对称性破缺（SSB）。本章将深入分析戈德斯通定理，并随后详细介绍希格斯机制（Higgs Mechanism）如何通过与希格斯场的耦合，赋予规范玻色子和费米子质量，从而构建起粒子物理学标准模型的核心结构。 本书的特点 物理直觉与数学严谨的平衡： 每一步推导都伴随着对物理图像的深入讨论，避免了纯粹的数学形式主义。 现代计算工具的整合： 对费曼规则、重整化群和路径积分的介绍，使读者能直接对接当前的研究前沿。 专注于核心概念： 虽然篇幅巨大，但内容聚焦于 QFT 的核心框架——从量子化、相互作用到重整化和规范理论。 本书适合已学完标准量子力学和狭义相对论的物理专业高年级本科生及研究生作为教材或自学参考书。成功掌握本书内容后，读者将具备深入研究粒子物理学、凝聚态理论中关联系统或量子引力课题的坚实基础。

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这本书的语言风格是那种极其沉稳、内敛，但又蕴含着强大力量的类型。它很少使用夸张的形容词或煽情的措辞来渲染某一发现的重要性，而是依靠事实的重量和逻辑的严密性来为理论背书。通篇读下来，感受到的不是作者的“推销”，而是科学本身的庄严与美丽。例如，在描述那些需要精妙实验来验证的现象时，作者的笔触是克制而精准的，他会详述实验的精巧之处，将读者的注意力引向自然规律的巧妙展现，而不是作者自身的解读光环。这种“去个性化”的叙事方式，反而让理论本身的光芒更加耀眼，它要求读者以一种近乎冥想的状态去与之对话，去品味那些经过时间淘洗的真理的质地，这是一种非常高级的学术交流方式。

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我特别欣赏作者在引用和参考资料方面的严谨态度。翻阅附录和注释部分，就能感受到作者在进行内容编写时所付出的巨大努力——那份详尽的文献列表，简直就是通往更深层次研究的一张地图。作者似乎深知，对于任何严肃的学术探讨，回溯源头是不可或缺的一步。他不仅仅是引用了那些里程碑式的经典论文，更是细致地标注了不同观点之间的细微差别，甚至对一些尚未完全解决的争议性问题，也进行了客观且深入的分析，没有采取回避或简单化的处理。这种对科学诚信的坚持，使得这本书不仅是一本知识的传授者，更是一本引导读者进行批判性思考和独立研究的优秀向导，它鼓励读者不满足于表面的结论，而是去追问“为什么”和“如何得出”。

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这本书的章节组织结构堪称艺术品级别的构建。它不是简单地将知识点罗列出来，而是围绕着几个核心的物理谜题或历史性的突破点，层层递进地展开论述。你不会觉得某一个章节是孤立的，它更像是一部结构严谨的交响乐，每一个乐章都有其特定的功能和连接点。比如，作者在介绍某一理论分支时，会巧妙地回顾前一章的背景知识，并预告下一章将如何深化或挑战这一观点。这种“回溯与前瞻”的叙事手法，极大地增强了阅读的整体性和沉浸感，让人在不知不觉中被带着向前走，自然而然地吸收了知识的全貌。这种精心的结构设计，使得读者在合上书本后，脑海中留下的不是零散的知识点，而是一个完整、有机的知识网络，这对于真正理解物理学的系统性至关重要。

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这本书的装帧设计着实令人眼前一亮，那种沉稳中又不失现代感的封面处理，让人在书店的书架上就能一眼被它吸引。内页的纸张选择也相当考究，触感细腻，即便是长时间阅读，手指划过书页时也不会感到丝毫的涩滞。更值得称赞的是，它的排版布局简直是教科书级别的典范。字体大小、行间距以及段落之间的留白都经过了精心的权衡，使得大段的文字信息在视觉上达到了极佳的平衡，阅读起来毫无压迫感。尤其是那些复杂的公式和图表，排印得清晰锐利，即便是那些需要仔细辨认下标和上下标的部分，也显得井井有条，这对于一个对细节有较高要求的读者来说，无疑是极大的加分项。我甚至会因为喜欢它的物理实体感，而更愿意把它放在手边，而不是习惯性地去打开电子设备。这种对阅读体验的尊重，使得每一次翻开它都像是一次愉悦的仪式，远超了一般技术书籍的实用主义范畴，更像是一件精心制作的工艺品。

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我花了整整一个周末沉浸在它的论述逻辑中，其行文的流畅性和思想的连贯性，让我不得不佩服作者深厚的功底。作者似乎有一种魔力，能将那些原本看似冷硬、抽象的理论概念，通过一系列巧妙的类比和循序渐进的推导，变得平易近人。尤其是在处理那些涉及多维空间或高能情景的描述时，他没有选择直接堆砌复杂的数学符号，而是先用生动的语言构建一个直观的图像，然后再逐步引入精确的数学框架。这种由宏观到微观、由直觉到严谨的过渡方式，极大地降低了读者的学习门槛，使得初次接触这些前沿概念的人也能快速跟上节奏，不至于在中途因迷失于术语的海洋而感到气馁。这种教学相长的叙事风格，使得阅读过程充满了探索的乐趣，每解决一个逻辑上的小障碍，都伴随着一种豁然开朗的成就感，这在同类著作中是相当罕见的体验。

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