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出版者:Routledge

作者:Anderson, Vicki/ Northam, Elizabeth/ Hendy, Julie/ Wrennall, Jaquie

出品人:

页数:576

译者:

出版时间:2002-9

价格:$ 79.04

装帧:Pap

isbn号码:9780863777059

丛书系列:

图书标签:

• 发展神经心理学
• 神经心理学
• 儿童神经心理学
• 认知发展
• 神经科学
• 大脑发育
• 行为发展
• 临床心理学
• 评估
• 干预

现代物理学前沿：从量子场论到宇宙学 本书导读 在二十一世纪的今天，人类对宇宙本源的探索从未停歇。本书《现代物理学前沿：从量子场论到宇宙学》汇集了当代物理学界最活跃、最具突破性的研究成果，旨在为对基础物理学有深刻理解的读者提供一份详尽、前沿的知识地图。这不是一部教科书，而是一部深入探讨当前未解难题、前沿理论框架和实验验证的深度论述。 本书的结构设计旨在引导读者从微观的粒子世界，逐步迈向宏大的时空结构，清晰地勾勒出理论物理学的两条主线——量子力学与广义相对论——在更高维度上的融合与张力。 第一部分：量子场论的深化与超越 第一章：超越标准模型：希格斯机制的后续与新物理的线索 标准模型自建立以来，成功地描述了电磁力、弱核力和强核力，并通过发现希格斯玻色子完成了其最后一块拼图。然而，我们深知标准模型并非终极理论。本章将聚焦于希格斯物理学在大型强子对撞机（LHC）后续实验中的精细测量，特别是对希格斯耦合常数的精确测定。我们将探讨非最小标准模型（NMSSM）以及解释暗物质（Dark Matter）可能性的各种超对称（Supersymmetry, SUSY）扩展。重点讨论寻找“新物理”的实验签名，包括寻找轻子味破坏（LNV）的迹象，以及对夸克-胶子等离子体（QGP）在极端条件下行为的深入分析。 第二章：重整化群与有效场论：跨尺度叙事 有效场论（EFT）已成为凝聚态物理和粒子物理学领域不可或缺的工具。本章将详细阐述重整化群（RG）流动的数学结构，以及它如何帮助我们理解物理定律在不同能标上的普适性与变化。我们将探讨Wilsonian重整化视角下的宇宙学常数问题，并深入研究手征微扰理论（Chiral Perturbation Theory）在处理低能强相互作用时展现出的优雅性。读者将学习如何利用EFT的框架，构建出在特定能标内具有预测能力的模型，即使我们尚未掌握完整的、高能的统一理论。 第三章：非阿贝尔规范理论的深入探索 量子色动力学（QCD）作为描述强相互作用的非阿贝尔规范理论，其在低能区的复杂性（如夸克禁闭）依然是理论物理学的核心挑战。本章将介绍格子QCD（Lattice QCD）的最新进展，包括更精确的夸克质量计算和强子谱分析。此外，我们将探讨共振态（Resonances）的本质，以及手征对称性破缺的动力学机制。关于非阿贝尔规范理论的数学结构，我们将分析Yang-Mills理论在黎曼几何背景下的推广及其拓扑性质。 第二部分：引力与时空的新视角 第四章：广义相对论的数值挑战与极端天体物理 爱因斯坦的广义相对论在描述强引力场方面取得了巨大成功。本章将转向数值相对论（Numerical Relativity）的前沿，探讨如何通过大规模并行计算模拟黑洞合并、中子星并合等极端事件。我们将深入分析引力波探测（如LIGO/Virgo/KAGRA）所揭示的关于黑洞质量分布、自旋参数以及对检验洛伦兹对称性破缺的约束。对于极端致密天体的内部结构，如超大质量黑洞的视界动力学和“毛发理论”（No-Hair Theorem）的检验，也将进行详尽的讨论。 第五章：量子引力之路：弦论与圈量子引力 量子引力仍然是理论物理学中尚未解决的圣杯。本章将平衡介绍两条主要的量子引力路径。在弦论（String Theory）方面，我们将聚焦于AdS/CFT对偶（反德西特/共形场论对应）的应用，特别是它如何作为一种“全知”的工具，为研究强耦合量子系统提供了一个对偶的、弱耦合的引力描述。在圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）方面，我们将考察其在离散化时空结构上的成就，以及它如何为宇宙大爆炸之前的“量子反弹”（Big Bounce）提供一个可能的图像。本章不会试图提供一个完整的理论，而是着重于它们各自的数学框架及其在信息论和熵计算中的体现。 第三部分：宇宙学的演化与未解之谜 第六章：暗物质的身份与宇宙网结构 宇宙中约85%的物质成分仍然是未知的暗物质。本章将全面回顾目前主流的暗物质候选者模型，包括弱相互作用重粒子（WIMPs）、轴子（Axions）以及更奇异的理论（如惰性中微子）。我们将详细分析直接探测（如XENONnT）、间接探测（如费米伽马射线空间望远镜）以及对低能谱线搜索的最新限制。此外，本章还将讨论暗物质在宇宙学结构形成中的作用，利用大规模数值模拟来检验冷暗物质（CDM）模型与替代模型（如修改牛顿动力学MOND）在解释星系旋转曲线和星系团动力学上的优劣。 第七章：暴胀理论的精修与早期宇宙的拓扑 暴胀理论（Inflation）成功地解决了视界问题和磁单极子问题，并解释了早期宇宙的平坦性。本章将深入探讨暴胀模型的细节，特别是对原初引力波背景的预测——即“张量到标量比”（r）。我们将分析普朗克卫星数据对暴胀参数空间施加的严格约束，并讨论“多场暴胀”（Multi-field Inflation）以及暴胀结束后如何平滑地过渡到标准的热大爆炸模型。同时，本章也会探讨早期宇宙中可能存在的拓扑缺陷，如宇宙弦和畴壁，以及它们可能留下的可观测痕迹。 第八章：暗能量、时空加速与宇宙学的未来 暗能量驱动的宇宙加速膨胀是现代宇宙学最引人注目的发现。本章将系统地考察描述暗能量的两种主要途径：宇宙学常数（$Lambda$）和动态的标量场（如第五元素Quintessence）。我们将评估当前对哈勃常数张力的各种解释，并探讨利用下一代天文巡天项目（如Euclid和LSST）测量宇宙膨胀历史的精细化策略。最终，我们将展望“终极命运”的讨论，无论是热寂、大撕裂，还是奇点回归，都将建立在对暗能量状态方程的精确量化之上。 结语：理论的统一与实验的边界 本书的终点并非对物理学知识的总结，而是对其持续前沿的展望。物理学的真正魅力在于，每当我们解决一个基本问题时，都会揭示出更深层次的、更具挑战性的谜团。本书旨在激发读者对跨越不同尺度（从普朗克尺度到宇宙尺度）的物理统一性的深刻思考，并鼓励他们利用严谨的数学工具和前沿的实验数据，参与到这场人类认知最深层奥秘的探索之中。

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