Gauge Theory of Weak Interactions pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Muller, Berndt

出品人:

页数:404

译者:

出版时间:2009

价格:$ 123.17

装帧:

isbn号码:9783540878421

丛书系列:

图书标签:

物理-基本粒子
物理
粒子物理
规范场论
弱相互作用
盖奇理论
量子场论
标准模型
物理学
高能物理
费曼规则
重整化

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具体描述

"Gauge Theory of Weak Interactions" treats the unification of electromagnetic and weak interactions and considers related phenomena. First, the Fermi theory of beta decay is presented, followed by a discussion of parity violation, clarifying the importance of symmetries. Then the concept of a spontaneously broken gauge theory is introduced, and all necessary mathematical tools are carefully developed. The "standard model" of unified electroweak interactions is thoroughly discussed including current developments. The final chapter contains an introduction to unified theories of strong and electroweak interactions. Numerous solved examples and problems make this volume uniquely suited as a text for an advanced course. This fourth edition has been carefully revised.

《强核力与基本粒子的奥秘：探索量子色动力学》本书将带领读者踏上一段深入探索宇宙最基本组成部分——基本粒子，以及支配它们之间相互作用的根本力量之一——强核力的激动人心的旅程。我们将聚焦于量子色动力学（QCD），这个描述强核力本质的精确且强大的理论框架。QCD是粒子物理学标准模型的核心支柱，为我们理解质子、中子乃至更广泛的核结构提供了坚实的基础。第一部分：粒子物理学概览与强核力的召唤在正式深入QCD之前，我们将先勾勒出粒子物理学壮丽的全景。我们将从介绍构成物质的“乐高积木”——基本粒子开始，包括夸克、轻子、玻色子以及希格斯粒子。我们将了解这些粒子如何根据其自旋、电荷、色荷等属性被分类，并初步认识到四种基本力（强核力、弱核力、电磁力、引力）在宇宙中的作用。接着，我们将重点聚焦于强核力。我们将追溯其发现的历史，从早期对原子核结构的探索，到发现核子（质子和中子）内部隐藏着更深层的结构。我们将讨论早期理解强核力的一些初步模型，以及它们在解释实验现象时遇到的局限性，这些局限性最终促使了QCD的诞生。我们将强调强核力在将原子核紧密结合在一起，抵抗质子之间电磁排斥力中所扮演的关键角色。第二部分：量子色动力学的诞生与核心概念本部分将是本书的核心，我们将深入剖析量子色动力学（QCD）的方方面面。首先，我们将回顾量子场论（QFT）的基本原理，这是QCD得以建立的理论基石。我们将解释量子场论如何描述粒子的产生与湮灭，以及粒子之间的相互作用如何通过交换媒介粒子来实现。随后，我们将重点介绍QCD的核心概念：色荷。与电磁相互作用中的电荷类似，色荷是强核力相互作用的“源”。我们将解释存在三种基本色荷：红、绿、蓝，以及它们的反色荷。我们将阐述，与电荷不同，色荷是“被禁闭”的，意味着我们永远无法观测到单独的色荷粒子。 QCD的媒介粒子是胶子。我们将详细介绍胶子的性质，包括它们传递色荷，以及它们自身的色荷。这正是QCD与量子电动力学（QED）最显著的区别之一。由于胶子自身带有色荷，它们可以相互作用，导致强核力的行为异常复杂，尤其是远距离的“渐近自由”和近距离的“色禁闭”。第三部分：渐近自由与色禁闭：QCD的奇特行为 “渐近自由”是QCD最令人着迷的特性之一。我们将深入探讨，当夸克之间的距离非常近时，强核力相互作用的强度反而会减弱，变得几乎“自由”。我们将通过定性解释和一定的数学推导，展示色荷的“屏蔽”效应如何导致这种反直觉的现象。我们将讨论渐近自由在质子内部、高能粒子碰撞实验中的重要意义，以及它如何使得我们能够近似地计算一些粒子相互作用的过程。与渐近自由形成鲜明对比的是“色禁闭”。我们将详细阐述，当试图将一个夸克从强相互作用中拉开时，会发生什么。随着距离的增加，强核力的强度反而会显著增强，并产生新的夸克-反夸克对，形成新的介子和重子，最终将最初的夸克“禁闭”在粒子内部。我们将解释这种现象如何保证了我们永远无法单独观测到自由的夸克，解释了为什么我们观察到的基本粒子总是“色中性”的组合，例如质子（两个上夸克和一个下夸克）和中子（一个上夸克和两个下夸克）。第四部分：QCD的数学框架与计算技术本部分将更深入地探讨QCD的数学结构。我们将介绍QCD的拉格朗日量，这是描述QCD动力学的数学语言。我们将解析拉格朗日量中的各项，理解它们如何对应于夸克、胶子及其相互作用。我们也将触及QCD的非微扰计算方法。由于色禁闭的存在，传统的微扰理论在高能区域失效，使得QCD的计算变得异常困难。我们将介绍一些非微扰计算的技术，例如格点QCD（Lattice QCD），它通过数值模拟来研究QCD的性质，并在计算核子质量、介子谱等方面取得了巨大的成功。我们将简要介绍格点QCD的基本思想和面临的挑战。第五部分：QCD在粒子物理学研究中的应用与前沿我们将探讨QCD在解释各种粒子物理现象中的应用。我们将讨论QCD如何解释强子谱（即各种介子的质量和性质），如何描述高能粒子碰撞中的产生过程，以及如何在对撞机实验中寻找新的粒子。本书还将展望QCD研究的前沿领域。我们将讨论QCD在理解极端条件下的物质状态，例如中子星内部和早期宇宙中的夸克-胶子等离子体中的作用。我们还将简要介绍QCD在寻找超出标准模型的新物理现象中的作用，例如暗物质和暗能量的可能联系。结论：QCD的深远意义与未竟的探索在本书的结尾，我们将再次强调QCD作为描述强核力的基本理论的深远意义。它不仅成功地解释了我们所观察到的物质结构，更揭示了宇宙深层运作的奥秘。尽管QCD在过去取得了辉煌的成就，但仍然存在许多未解之谜和前沿课题等待着我们去探索。通过学习QCD，读者将能够更深刻地理解构成我们宇宙的基本力量，并为未来的粒子物理学研究打下坚实的基础。