The Euroschool Lectures on Physics with Exotic Beams pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K

作者:Al-Khalili, J.S 编

出品人:

页数:319

译者:

出版时间:2008-11

价格:$ 101.64

装帧:

isbn号码:9783540858386

丛书系列:

图书标签:

• 核物理
• 重离子物理
• 外生束
• 稀有同位素
• 反应动力学
• 核结构
• 量子力学
• 相对论
• 粒子物理
• 原子核物理学

理论物理前沿探索：从量子场论到弦理论的宏伟蓝图 本书汇集了当代理论物理学界最受关注和最具挑战性的研究方向，旨在为读者提供一个全面而深入的视野，领略当前物理学界在理解自然界基本规律方面所取得的突破与面临的难题。全书结构严谨，内容涵盖了从微观尺度到宇宙尺度的广阔领域，特别侧重于那些需要跨学科知识和深刻洞察力的前沿课题。 第一部分：量子场论的深化与扩展 本部分聚焦于量子场论（QFT）在现代物理学中的核心地位及其面临的深刻挑战。我们将从重整化群（Renormalization Group, RG）理论的现代视角出发，探讨其在描述临界现象和统计物理中的强大应用。不同于传统的微扰理论框架，RG方法揭示了物理系统在不同能量尺度下的有效理论如何相互联系，这对于理解从凝聚态物理到高能物理中的有效场论至关重要。 随后，内容将转向非微扰效应的研究。尤其关注杨-米尔斯理论（Yang-Mills Theory）在非零温度和有限密度下的行为。我们将深入分析晶格场论（Lattice Field Theory）的最新进展，特别是在计算夸克-胶子等离子体（Quark-Gluon Plasma）的性质以及强相互作用（QCD）基态性质方面的突破。此外，对非阿贝尔群规范理论中拓扑结构（如瞬子和磁单极子）的研究，也将揭示场论中隐藏的复杂动力学。 第二部分：标准模型之外的物理学：超越与统一 标准模型（Standard Model, SM）的巨大成功掩盖不了其内在的局限性，例如对引力的不兼容性、暗物质和暗能量的缺失，以及希格斯机制的精细调节问题。本部分致力于探索解决这些难题的各种新物理模型。 我们首先检视超对称性（Supersymmetry, SUSY）的各种情景。从轻微扰动的MSSM（最小超对称标准模型）到更具理论普适性的情景，探讨超对称粒子如何可能通过未来的对撞机实验被探测到，以及它如何自然地解决了层次问题。 接着，我们将详细讨论超越标准模型的规范理论，特别是大统一理论（Grand Unified Theories, GUTs）的构建原理。这包括了对SU(5)、SO(10)等模型的检验，以及它们如何自然地预言质子衰变等稀有过程。此外，对中微子物理学的最新发现——其质量的存在——如何反过来约束了新物理模型，例如跷跷板机制（Seesaw Mechanism），也将进行深入剖析。 第三部分：引力、时空几何与量子引力之梦 引力理论，爱因斯坦的广义相对论（GR），在宏观尺度上描述得极为成功，但与量子力学在普朗克尺度上的不兼容性是当代物理学的核心难题。本部分将把目光投向量子引力的前沿探索。 对黑洞物理学的研究将是核心内容之一。我们将回顾广义相对论中黑洞解的性质，并探讨霍金辐射（Hawking Radiation）的量子效应。深入讨论信息悖论（Information Paradox）的各个方面，以及弦理论、圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）等方法如何试图解决这一根本性矛盾。特别是对黑洞熵的微观起源的探究，将成为理解时空量子性质的关键线索。 此外，本部分还将探讨时空几何的非传统概念。这包括对AdS/CFT对偶（反德西特/共形场论对偶）的详细阐述，该对偶提供了一个在特定背景下将引力理论与无引力量子场论联系起来的强大工具，极大地促进了对强耦合系统的理解。我们将分析其在理解量子纠缠与时空几何关系（ER=EPR猜想）方面的最新启示。 第四部分：凝聚态系统的非寻常量子现象 虽然高能物理吸引了大量关注，但凝聚态物理学在揭示复杂量子系统的集体行为方面同样取得了革命性进展。本部分将探讨那些超越传统能带理论描述的奇异物态。 重点将放在拓扑物态（Topological States of Matter）的研究上。这包括对拓扑绝缘体和拓扑超导体的深入分析。我们将阐释如何利用拓扑不变量（如陈数）来表征这些材料的性质，以及它们表面或边缘是否存在受保护的无能隙态（如狄拉克或马约拉纳费米子）。这些无质量、抗局域化破坏的激发态，在量子计算领域具有巨大的潜在应用价值。 此外，非厄米（Non-Hermitian）物理系统也将被纳入讨论。在描述开放系统或具有增益/损耗的系统中，传统厄米哈密顿量的框架不再适用。本部分将介绍如何利用复数能谱、非厄米拓扑理论以及奇点（Exceptional Points）来描述这些新型系统的独特物理特性，例如手性电流的产生。 全书的结构旨在构建一座桥梁，连接理论物理学的各个看似独立的领域。通过对这些前沿课题的深入剖析，读者将能够掌握理解未来物理学突破所需的关键概念和数学工具，并对我们所处宇宙的基本构造获得一个更加统一和深刻的认识。本书要求读者具备扎实的量子力学、狭义相对论和经典场论基础，以期在理论物理学的最前沿进行一次富有成效的学术漫步。

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