Intense Electron And Ion Beams pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Molokovskii, S. I./ Sushkov, A. D.

出品人:

页数:281

译者:

出版时间:

价格:149

装帧:HRD

isbn号码:9783540242208

丛书系列:

图书标签:

• Electron beams
• Ion beams
• Beam physics
• Accelerator physics
• Plasma physics
• High-energy physics
• Beam dynamics
• Particle beams
• Beam instrumentation
• Vacuum technology

新书预览：《宇宙深处的低语：暗物质与弦理论的交汇点》 引言：叩问未知的边界 在人类对宇宙认知的宏伟画卷中，总有一些部分是模糊不清的，它们如同夜空中最深邃的阴影，既令人敬畏，又激发着无尽的探索欲。本书《宇宙深处的低语：暗物质与弦理论的交汇点》，正是试图聚焦于这些前沿且极具争议性的领域。我们不再满足于对已观测现象的精确描述，而是勇敢地迈入理论物理学的“无人区”，探讨那些可能重塑我们对时间和空间基本理解的假说。 本书的叙事结构旨在为物理学爱好者、专业研究人员以及对宇宙终极问题心存好奇的读者，构建一座从经典认知到尖端猜想的桥梁。我们将从对标准模型（Standard Model of Particle Physics）的局限性进行深刻剖析开始，逐步引入解决这些难题的两种最引人注目的理论框架：暗物质的物理本质探索，以及弦理论（String Theory）在统一自然界基本作用力方面的雄心。 第一部：缺失的质量——暗物质的形态与探测 宇宙中超过四分之三的质能含量仍然是谜团。本书的开篇，将大量篇幅献给对“暗物质”（Dark Matter）的系统性梳理。 第一章：宇宙学证据的回顾与挑战 我们首先回顾了支持暗物质存在的关键观测证据：从星系旋转曲线的异常，到星系团内部的动态学，再到宇宙微波背景辐射（CMB）的各项异性。然而，我们并不止步于复述已知的证据，而是深入探讨了近年来出现的“哈勃张力”（Hubble Tension）等新问题，这些问题对冷暗物质（Cold Dark Matter, $Lambda$CDM）模型的完美性提出了微妙的挑战。 第二章：WIMPs、轴子与“看不见的”粒子 暗物质的候选者是物理学家们孜孜不倦追寻的目标。本章详尽分析了当前主流的几个模型。我们将详细阐述弱相互作用重粒子（WIMPs）——一个曾占据主导地位的理论——的局限性及其在直接探测实验（如LUX-ZEPLIN, PandaX）中未获证实所带来的压力。随后，我们将转向更为精妙的理论，如轴子（Axions）及其在超轻质量范围内的潜在特性。我们不会回避那些更具推测性的概念，例如“暗光子”（Dark Photons）和“幽灵粒子”（Sterile Neutrinos），探讨它们如何通过引力以外的微弱耦合机制，在间接探测中留下蛛丝马迹。 第三章：地下的耳语与太空中的回响 本书用一个专门章节描述了暗物质探测技术的“军备竞赛”。我们不仅描述了深层地下实验室如何屏蔽宇宙射线、试图捕获WIMP撞击晶体的微小信号，还详细介绍了对伽马射线、中微子信号进行“湮灭信号”搜索的间接探测策略。特别地，我们探讨了在特定天体物理环境中——例如银河系中心或矮星系——背景信号可能被穿透，从而揭示出新物理学的可能性。 第二部：空间的几何与多维的织物——弦理论的精妙构造 如果暗物质是宇宙的“缺失组件”，那么弦理论则是试图将所有组件统一起来的“终极蓝图”。本书的第二部分，将带领读者深入理解这一最具争议性，但数学上最为优雅的理论。 第四章：从粒子到振动的弦 我们将从量子场论的根本矛盾出发，介绍弦理论诞生的历史必然性。本书清晰地解释了，弦理论如何将费米子和玻色子统一在一种基本的、一维的“弦”的振动模式下。我们避开了晦涩的代数推导，转而侧重于理解这些振动模式如何自然地“生成”引力子（Graviton）——这是爱因斯坦引力理论与量子力学之间的桥梁。 第五章：卡拉比-丘流形与紧致化空间 弦理论的迷人之处，在于它要求我们的空间不仅仅是四维（三维空间加一维时间）。本书将深入探讨高维度的概念。我们详细介绍了“紧致化”（Compactification）的必要性，以及卡拉比-丘流形（Calabi-Yau Manifolds）在将额外的六维空间“卷曲”成一个足够小，以至于对低能物理不可见的状态中所扮演的角色。我们探讨了不同紧致化方案如何对应于不同的低能物理定律，以及这如何为解释标准模型中的参数（如粒子质量）提供了理论框架。 第六章：M理论与景观的挑战 随着理论的发展，我们进入了“M理论”的时代。M理论试图将五种不同版本的超弦理论统一起来，并引入了“膜”（Branes）的概念。本章讨论了M理论如何自然地解释了为什么有些粒子与引力以不同的方式耦合。然而，我们也直面了弦理论最严峻的挑战——“景观”（The Landscape）问题：一个理论竟然可以容纳$10^{500}$种可能的真空解，这似乎削弱了其作为“万有理论”的预测能力。我们探讨了人择原理（Anthropic Principle）在解释这一现象中的作用，以及如何通过更精细的物理约束来筛选出我们所处的特定“真空”。 第三部：交汇点——暗物质的弦理论视角 本书的最后一部分，是将前述两个看似分离的领域——暗物质的实验证据和弦理论的抽象结构——进行整合的尝试。 第七章：弦谱中的暗物质信号 我们探讨了如果暗物质是弦理论框架下的产物，它将呈现出何种形态。例如，一些“隐形扇区”（Hidden Sectors）的粒子，它们仅通过重力或通过非常微弱的“漏”（Leakage）与我们熟悉的标准模型粒子耦合。我们研究了“超对称暗物质”（Supersymmetric Dark Matter），即最轻的超对称粒子（LSP）作为WIMP候选者的理论根基，以及超对称破缺（Supersymmetry Breaking）机制如何影响其质量和相互作用截面。 第八章：引力的波动与暗物质的起源 本书的收官部分，将目光投向宇宙的极早期。我们考察了弦理论对早期宇宙暴胀（Inflation）模型的修正，以及这些修正如何影响了原始密度涨落的产生。我们探讨了“轴子化”的宇宙学意义，即某些弦理论中的场（如模场，Moduli Fields）在宇宙膨胀结束后如何衰变并产生暗物质，这提供了一种连接宇宙学、粒子物理学与高维几何的优雅途径。 结语：面向未来的探索 《宇宙深处的低语》旨在展示，尽管我们对宇宙的认知仍有巨大鸿沟，但理论物理学的工具箱正变得日益精妙。暗物质的实际发现，无论是以WIMP的形式，还是以新的轴子信号，都将是检验弦理论等宏大理论框架的试金石。本书的最终目的，是激发读者对这两种挑战性领域持续的关注和批判性思考，因为我们正站在一次物理学革命的边缘。

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