Seventy Years Of Double Beta Decay

Seventy Years Of Double Beta Decay pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Klapdor-Kleingrothaus, H. V. (EDT)
出品人:
页数:1556
译者:
出版时间:2010-3
价格:$ 446.00
装帧:
isbn号码:9789812832351
丛书系列:
图书标签:
  • 核物理
  • 双β衰变
  • 粒子物理
  • 衰变
  • 实验物理
  • 中微子物理
  • 稀有衰变
  • 核物理学
  • 物理学
  • 理论物理
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具体描述

In the last 20 years the disciplines of particle physics, astrophysics, nuclear physics and cosmology have grown together in an unprecedented way. A brilliant example is nuclear double beta decay, an extremely rare radioactive decay mode, which is one of the most exciting and important fields of research in particle physics at present and the flagship of non-accelerator particle physics.

While already discussed in the 1930s, only in the 1980s was it understood that neutrinoless double beta decay can yield information on the Majorana mass of the neutrino, which has an impact on the structure of space-time. Today, double beta decay is indispensable for solving the problem of the neutrino mass spectrum and the structure of the neutrino mass matrix. The potential of double beta decay has also been extended such that it is now one of the most promising tools for probing beyond-the-standard-model particle physics, and gives access to energy scales beyond the potential of future accelerators.

This book presents the breathtaking manner in which achievements in particle physics have been made from a nuclear physics process. Consisting of a 150-page highly factual overview of the field of double beta decay and a 1200-page collection of the most important original articles, the book outlines the development of double beta decay research theoretical and experimental from its humble beginnings until its most recent achievements, with its revolutionary consequences for the theory of particle physics. It further presents an outlook on the exciting future of the field.

《双重贝塔衰变七十年》 这是一本深入探索粒子物理学核心奥秘的著作,它将带领读者穿越七十年的时光长河,回顾并解析双重贝塔衰变这一非凡的核过程。本书并非仅仅是科学史的记录,更是一次关于人类如何通过不懈的观察、理论构建和实验验证,逐步揭开物质世界基本构成及其相互作用的深刻旅程。 双重贝塔衰变,一种极为罕见的核过程,在原子核物理学和粒子物理学领域占据着举足轻重的地位。它指的是一个原子核在一次衰变中发射出两个电子(以及两个反电子中微子),或者在某些特定的理论框架下,可能不发射任何中微子。这种过程的发生,不仅为我们理解弱相互作用提供了宝贵的线索,更是探究中微子质量、中微子是否为自身反粒子的终极问题提供了关键的实验途径。 本书以一种叙事性的方式,循序渐进地展开了双重贝塔衰变研究的宏伟画卷。它从早期对放射性的基础认识出发,勾勒出核物理学萌芽时期的图景。随后,作者详细阐述了核衰变理论的发展,特别是关于贝塔衰变机制的理解如何一步步走向成熟。双重贝塔衰变作为一种特殊的贝塔衰变形式,其理论预测的艰难性和实验观测的挑战性,构成了本书叙事的主线。 在理论方面,本书深入剖析了标准模型下的双重贝塔衰变理论。它会解释为何这种过程如此罕见,以及需要满足的能量和核结构条件。更重要的是,本书会将重点放在“无中微子双重贝塔衰变”(0νββ)的理论模型上。这一模型的引入,标志着理论物理学试图超越标准模型,探索更深层次物理规律的决心。书中将详述不同的0νββ衰变机制,例如中微子马约拉纳性的假设、额外空间维度、重右手性中微子等,并解析这些理论是如何通过数学推导,最终指向可供实验检验的预测。读者将了解到,正是这些精巧的理论构想,驱动着一代又一代的科学家设计出更灵敏、更精确的实验。 在实验方面,本书将是一场激动人心的技术革新和探索史的呈现。从早期的盖革计数器到如今的超低温探测器、富集同位素技术和大规模背景抑制技术,实验方法的进步与理论的驱动息息相关,又反过来激发新的理论思考。本书将详尽介绍不同实验技术的核心原理,例如: 探测技术: 详细介绍各种探测器的工作机制,如闪烁体探测器、半导体探测器(如碲化物、锗),以及它们在能量分辨率、粒子识别和低本底方面的优势。 背景抑制: 这是双重贝塔衰变实验成功的关键。本书将深入讲解如何识别和消除宇宙射线、放射性杂质、探测器本身以及周围环境产生的各种背景信号。这包括了材料的严格筛选、屏蔽技术的应用、数据的精密分析以及地下实验室的选址等。 同位素选择与富集: 为什么某些特定的同位素(如$^{76}$Ge, $^{130}$Te, $^{136}$Xe)是研究双重贝塔衰变的理想选择?本书将解释这些同位素的核性质,以及如何通过高效的同位素分离技术来获得高丰度的样品,从而提高实验的灵敏度。 代表性的实验项目: 本书会选取一些里程碑式的实验项目进行详细介绍,例如: 早期实验: 介绍那些奠定基础的早期尝试,即使结果不确定,也为后来的研究提供了宝贵的经验。 Heidelberg-Moscow 实验及其后续: 这是一个具有重要意义的实验,其结果曾引发关于0νββ衰变的广泛讨论。 GERDA/LEGEND 实验: 专注于使用纯锗探测器,不断提高灵敏度。 EXO-200/nEXO 实验: 利用液态氙作为探测介质,探索大尺度探测器的潜力。 CUORE/CUPID 实验: 使用碲酸铋晶体,在高纯度材料方面取得突破。 KamLAND-Zen 实验: 利用液闪技术,实现了极高的背景抑制和探测效率。 本书将不仅仅停留在对实验数据的呈现,而是深入分析这些实验结果的意义。当实验未能观测到0νββ衰变时,它如何为中微子质量上限提供约束?当出现疑似信号时,科学家们如何进行严谨的验证和排除其他可能性?每一次实验的进步,都是对理论模型的检验和修正。 此外,本书还会探讨双重贝塔衰变研究与前沿物理学之间的联系。例如,它将讨论如何利用双重贝塔衰变研究的成果来约束新的物理模型,比如超对称模型、大统一理论等。中微子质量的研究,作为本书的核心内容之一,其意义早已超越了单纯的粒子物理范畴,它可能与宇宙学中的暗物质、暗能量问题,甚至宇宙的起源和演化紧密相连。 本书的另一大亮点在于,它将人物的贡献融入其中。读者将了解那些在理论和实验领域做出杰出贡献的科学家们,他们的智慧、坚持和合作精神。从理论的奠基者到实验的先行者,再到不断推动技术革新的工程师们,是他们共同的努力,将我们引向对宇宙最深层奥秘的探索。 《双重贝塔衰变七十年》 是一部集科学性、历史性、技术性于一体的力作。它不仅是粒子物理学和核物理学专业人士的必备参考,更是对所有对宇宙基本法则充满好奇的读者的一次精神盛宴。通过阅读本书,您将深刻理解人类探索未知世界的勇气和智慧,以及科学研究的严谨性、系统性和持续性。它将带领您一起思考:我们究竟由什么构成?宇宙的基本力是如何运作的?而那些几乎无法察觉的微小粒子,又隐藏着怎样的宇宙秘密?这本书,就是您解答这些终极问题的钥匙。

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读后感

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用户评价

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这本书的封面设计真是太抓人眼球了,那种深邃的蓝色调配上古朴的字体,立刻让人联想到宇宙的奥秘和时间的沉淀。我是在一个物理学论坛上偶然看到有人推荐的,说它对一些前沿的理论物理概念有着独到而深刻的见解,尽管我并非该领域的专业人士,但那种“知识的厚度”光从书的装帧上就能感受到。我特别欣赏作者选择的叙事角度,它似乎不像一本枯燥的教科书,更像是一位经验丰富的老教授在午后阳光下,娓娓道来他毕生的研究心得。我期待它能为我打开一扇通往更宏大物理世界的大门,即使有些晦涩的公式,也能在作者的引导下找到其背后的美感和逻辑。这本书的篇幅看起来不小,预示着内容的丰富和详尽,这对于想要深入理解某一特定物理现象的读者来说,绝对是福音。

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这本书的排版和印刷质量简直是教科书级别的典范。纸张的质感上乘,墨色浓郁,即便是长时间的阅读,眼睛的疲劳感也控制得相当好。在涉及大量图表和公式推导的部分,图表的清晰度和标注的准确性都达到了极高的水准。我注意到,作者在呈现关键公式时,常常会用不同的字体或加粗来突出重点,这在很大程度上帮助我在吸收信息时,能够快速捕捉到核心的物理关系。对于需要对照阅读和做笔记的读者而言,这种对细节的关注是至关重要的。一本好的学术著作,不仅内容要扎实,物理载体本身的阅读体验也同样重要,而这本书在这方面无疑是做到了极致。

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从我目前的阅读进度来看,这本书展现出了一种罕见的平衡感:它既能满足最严苛的专业人士对深度和准确性的要求,又能让有志于此领域的初学者感到鼓舞而不是气馁。它不像那种只堆砌前沿术语的“时髦”读物,而是脚踏实地,对支撑现代物理学某些基石性概念的演进进行了详尽的梳理和批判性分析。我尤其期待它对未来研究方向的展望部分,一个有历史厚度的论述,往往能提供比纯粹预测更具洞察力的指导意义。这本书无疑将成为我书架上最常被翻阅的那几本参考书之一,其价值远超于一次性的阅读体验,它更像是一座可以反复登临的知识宝库。

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坦白说,我拿到这本书的时候,是带着一丝敬畏的。毕竟“七十年”这个时间跨度本身就意味着巨大的积累和沉淀。我原本担心内容会过于专业化,导致我这个业余爱好者难以跟上,但令人惊喜的是,作者在构建知识体系时,考虑到了读者的接受度。他没有急于抛出最复杂的理论模型,而是采用了阶梯式的讲解方法,层层递进,确保读者在接触深层概念之前,已经对基础框架有了坚实的把握。这种循序渐进的教学方法,极大地降低了学习曲线的陡峭程度。我感觉这本书更像是一个耐心且博学的导师,他知道如何引导你攀登高峰,而不是直接把你扔到山顶上。这种教学上的智慧,是很多学术著作所欠缺的。

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初翻几页,我立刻被作者那种严谨又不失文采的笔触所折服。他似乎有一种魔力,能将那些常人看来难以企及的复杂物理过程,描绘得如同精密的机械运作般清晰可辨。比如他对某些基础粒子行为的描述,不再是冷冰冰的数学符号堆砌,而是充满了动态感和画面感,仿佛能看到那些微观粒子在时空中舞蹈。我尤其喜欢他穿插其中的一些历史轶事和研究背景的介绍,这使得整个阅读过程充满了探索的乐趣,让人感觉自己不仅仅是在学习知识,更是在亲历一场科学思想的演变史。这种对细节的打磨和对宏观视野的把控,确实体现了作者深厚的学识功底和高超的表达能力,读起来让人心悦诚服,忍不住想要一探究竟。

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