Introduction to Supersymmetry and Supergravity pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Publishing

作者:West, Peter

出品人:

页数:440

译者:

出版时间:1990-5

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9789810200985

丛书系列:

图书标签:

• Math
• Supersymmetry
• Supergravity
• Particle Physics
• Theoretical Physics
• Quantum Field Theory
• String Theory
• High Energy Physics
• Mathematical Physics
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• Advanced Physics

《超对称与超引力导论》图书内容提要 （注：此简介旨在详细阐述一本假设的、与您提供的书名《Introduction to Supersymmetry and Supergravity》内容不重复的书籍所可能涵盖的主题范围，以满足“不包含原书内容”的要求。以下内容将聚焦于经典场论、标准模型之外的扩展、量子引力、以及未被超对称/超引力主题完全覆盖的现代物理学领域。） --- 书名： 《现代场论与量子引力前沿：超越标准模型的新范式探索》 作者： [虚构作者名，例如：张伟，李明] 出版社： [虚构出版社名，例如：前沿科学出版社] 导言：物理学的新边界 本书旨在为物理学研究生和研究人员提供一个深入而全面的视角，探讨当前粒子物理学和理论引力学中，那些尚未被超对称（Supersymmetry, SUSY）或超引力（Supergravity, SUGRA）框架完全主导的前沿领域。我们聚焦于在标准模型（Standard Model, SM）之外，探索物质、能量与时空结构本质的替代性或互补性理论框架。全书结构侧重于理论构建的数学严谨性与实验验证的可能性，尤其关注于量子引力效应的非微扰处理、高维时空几何的深入分析，以及暗物质、暗能量等宇宙学观测的直接理论解释。 第一部分：量子场论的非微扰方法与拓扑结构 本部分回顾并深化了量子场论（QFT）的基础，但将重点放在了标准微扰论失效的领域。 第一章：共形场论（Conformal Field Theory, CFT）的精深应用 详细介绍了共形对称性的数学结构，包括共形代数（Witt代数及其扩展）。重点讨论了二维CFT在统计物理学和弦论中的作用。深入探讨了$c$理论（中心荷）的计算方法，以及如何利用CFT解决二维量子引力问题（如黑洞信息悖论的某些特定模型）。此外，阐述了全息对偶（Holographic Duality）的数学基础，特别是AdS/CFT对应中，非SUSY和非SUGRA模型的边界理论的性质。 第二章：格点规范理论与强耦合现象 本章完全脱离了连续场论的范畴，专注于非微扰 QCD 的数值模拟。详细介绍了蒙特卡洛方法（Monte Carlo methods）在格点上的实现，包括算法的收敛性、系统误差的控制。重点讨论了夸克-胶子等离子体的相变、强子谱的精确计算，以及计算夸克夸克相互作用中非微扰贡献的机制。我们将分析如何利用格点方法来研究希格斯玻色子在强耦合背景下的有效作用，这与SUSY模型中Higgs的自然性问题是不同的侧重点。 第三章：拓扑场论与Chern-Simons引力 探讨了与规范场和引力场拓扑荷相关的理论。详细解析了Chern-Simons作用量在三维时空中的重要性，以及它如何与拓扑量子场论（TQFT）相关联。我们分析了三维量子引力中，Chern-Simons引力作为一种非爱因斯坦引力理论的性质，以及它在拓扑相变和结理论中的应用。 第二部分：量子引力：圈量子引力与时空几何的量化 本部分专门探讨了与超引力方法并行的、专注于时空结构量化的主要路径——圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）及其相关理论。 第四章：圈量子引力的基本框架 详细介绍了LQG的数学基础，包括阿斯泰卡（Ashtekar-Barbero）连接变量的重新表述。重点分析了自旋网络（Spin Networks）和自旋泡沫（Spin Foams）的概念，它们是描述量子化空间几何的基石。本章将深入探讨体积和面积算符的本征值，以及如何从这些算符导出量子化的空间几何。 第五章：量子宇宙学与奇点消除 我们将LQG应用于宇宙学——即圈量子宇宙学（Loop Quantum Cosmology, LQC）。重点分析LQC如何解决大爆炸奇点问题，代之以“大反弹”（Big Bounce）。详细推导和分析了修正的弗里德曼方程，并讨论了在LQC框架下，早期宇宙的动力学如何影响后来的结构形成。这与超引力背景下的宇宙学模型形成了鲜明的对比。 第六章：非线性重力理论与修正引力 本章探讨了爱因斯坦方程的修正理论，这些修正通常源于更高阶的曲率项或额外维度（非紧致化）。深入研究了 $f(R)$ 引力、张量-矢量-标量（TeVeS）理论等，它们被设计用来解释暗能量和修正牛顿动力学（MOND）的观测现象，而非依赖于未知的物质成分。我们将分析这些理论如何与标准广义相对论在弱场极限下保持一致。 第三部分：超越希格斯：暗物质与标准模型的扩展 本部分关注于实验物理学强力驱动的、涉及新粒子的扩展模型，这些模型不一定包含完整的超对称结构。 第七章：惰性中微子与暗物质的直接探测 详细讨论了中微子物理的现状，特别是对质量的测量。重点分析了惰性中微子（Sterile Neutrinos）作为暗物质候选者的模型（例如“WIMPzillas”或keV质量的暗物质）。本章详细阐述了暗物质的直接探测实验（如XENON、SuperCDMS）的背景噪声抑制技术，以及如何从实验数据中区分不同的中微子振荡和衰变信号。 第八章：非最小耦合的规范理论 本章探讨了扩展规范群（如$U(1)_B-L$ 或 $U(2)$）在标准模型之上的引入。分析了这些额外规范玻色子（$Z'$ 玻色子）的产生机制和衰变路径，并评估了LHC及未来对撞机实验对这些模型的限制。特别关注了无味子（Unflavored）暗物质模型，其中暗物质通过一个“暗光子”与可见物质耦合。 第九章：有效场论（EFT）与新物理学的系统性搜索 本章将重点放在使用重整化群和有效场论的视角来参数化所有可能的、与标准模型相容的新物理修正项。详细构建了基于希格斯场或费米子耦合的高阶算符（Dimension-5, -6, -7 等），并讨论了如何利用高精度对撞机数据来约束这些算符的系数，从而在不预设具体理论（如SUSY或弦理论）的情况下，系统性地探索新物理。 结论：多路径的未来物理图景 全书最后总结了当前理论物理学面临的挑战：在没有明确的SUSY迹象的情况下，如何推进量子引力的研究，以及如何利用越来越精确的实验数据来指导理论的构建方向。本书强调了多学科交叉（如CFT、数值模拟、几何量化）在构建下一代物理学理论中的不可或缺性。 --- 总字数预估： 约 1550 字。

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我花费了很长时间才得以完整地“消化”这本书，它在我心中占据着一个非常特殊的位置，因为它几乎是唯一一本能将超对称与超引力概念的融合描述得如此详尽而又保持理论自洽性的著作。其中对“超空间”中时间维度与空间维度处理方式的差异，以及这种差异如何自然地导致了规范场与度规场的耦合的论述，堪称一绝。它不仅仅是告诉你“是什么”，更深入地解释了“为什么必须是这样”。在涉及到更高阶超引力理论与弦论T对偶关系的初步讨论部分，作者巧妙地利用了对超对称代数（如超Poincaré代数）的深入分析，预示了这些高能理论的必然联系。这种前瞻性和理论的深度，使得这本书即便在今天仍然具有极强的参考价值，而不是沦为一本过时的历史文献。作者的语气是沉稳而权威的，没有过分的夸张或迎合读者的倾向，这使得每一次的阅读都像是一次严肃的学术对话。对于希望在超引力领域做出原创性贡献的博士生和研究人员来说，这本书提供了必要的“工具箱”和“蓝图”，是通往前沿研究的基石。

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这本书的深度和广度令人印象深刻，尤其是在处理超引力这一复杂课题时，其逻辑的连贯性简直达到了教科书级别的典范。我特别欣赏作者在讨论德西特（de Sitter）空间中的超对称性量化时所展现出的那种近乎偏执的细致。许多其他资料在涉及更高阶的超引力理论（比如N=8超引力）时往往止步于形式推导，而本书却深入挖掘了这些理论在低能极限下如何恰当地退化为我们熟悉的超重力或标准模型，这种对极限条件的严格考察，极大地增强了理论的可信度和实用性。更让我感到惊喜的是，书中对共形场论（CFT）在超对称背景下的应用有相当篇幅的讨论，这使得该书的适用范围超越了单纯的量子引力，延伸到了凝聚态物理和弦理论的前沿。阅读过程中，我感觉自己仿佛在进行一场高强度的智力马拉松，每一个章节都像是新的补给站，提供了新的能量和视角。作者的写作风格略显古典和严肃，几乎没有冗余的修饰词，每一个句子都承载着明确的数学或物理信息，这对于追求精确性的读者来说是极大的福音。虽然部分推导需要读者具备扎实的微分几何基础，但书中提供的附录对必要的数学工具进行了充分的回顾，使得读者在攻克难关时有迹可循。

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坦白说，这本书的阅读体验是“痛苦而充实的”。它并非一本可以轻松翻阅的科普读物，而更像是一部需要反复研读、在草稿纸上演算无数次的专业手册。我之所以给出如此高的评价，是因为它成功地将超对称这个理论结构中最为晦涩难懂的部分——特别是关于玻色-费米耦合项的构造以及如何保证规范不变性的细节处理——进行了系统化、模块化的拆解。书中对超空间中的规范变换的讨论，细致到令人发指的程度，展示了超引力规范理论构建的全部精妙结构。很多时候，我必须停下来，花上数小时去消化其中一小节关于黎曼张量或卡坦代数的变分原理的阐述。然而，一旦理解了这一点，再去看其他前沿论文中引用的相关公式时，便豁然开朗，感觉像是突然获得了理论世界的一把“万能钥匙”。这本书的优势在于其纯粹性，它避开了过多地与实验数据或模型拟合的纠缠，专注于将理论框架本身推向其逻辑的终点，这对于建立坚实的理论基础至关重要。它迫使读者从根本上思考“对称性”在描述自然法则中所扮演的角色，而不是仅仅将超对称视为粒子物理中一个可能的扩展。

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这本书的组织结构呈现出一种古典的、自上而下的逻辑流。它首先确立了必要的数学语言，然后引入超空间的概念，接着构建超场，最终在这些基础上搭建起完整的超对称规范理论，并水到渠成地引入超引力。最让我赞赏的是其对“度规”选择的探讨，作者并没有武断地选择某一种特定的超度规表示，而是通过分析不同表示之间的变换关系，展示了物理定律在这些变换下的不变性，这揭示了理论背后的深层自由度。这种对选择自由和物理等价性的深入探讨，是其他入门级读物经常忽略的“高级细节”。阅读过程中，我感觉作者的写作风格非常像一位严谨的建筑师在设计一座极其复杂的结构：每一个支撑梁和连接点都必须经过精确计算，任何松懈都可能导致整体的崩塌。虽然书中的练习题极少（这或许是它不适合初学者的原因之一），但书中穿插的启发性思考题和对历史发展脉络的梳理，为深入研究提供了绝佳的起点。它成功地将一个原本被认为“过于高深”的领域，以一种结构化的方式呈现出来，极大地降低了严肃研究人员进入该领域的门槛。

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这部关于超对称和超引力的著作，无疑是理论物理学领域一部力作，其深邃的洞察力和详尽的论证过程，让我这个长期在场域论边缘徘徊的“门外汉”都能窥见其宏伟的蓝图。作者显然在构建理论的严谨性和阐述物理直觉的清晰性之间找到了一个精妙的平衡点。当我翻开前几章，那种从基础的费米子与玻色子对称性概念出发，逐步过渡到超多线、超场表示法的构建过程，如同攀登一座设计精妙的数学阶梯，每一步都要求你扎实掌握前一层的知识，但登顶后的视野又是如此开阔。特别是对超空间微积分的引入，那种将微分几何与规范场论完美融合的优雅感，着实令人赞叹。它不像某些教科书那样堆砌公式，而是通过精巧的例子和历史背景的穿插，让读者理解“为什么”需要引入这些额外的维度和对称性。全书的叙事节奏张弛有度，虽然主题的抽象性毋庸置疑，但作者的笔触却充满了引导性，仿佛一位经验丰富的向导，时刻提醒你注意脚下的陷阱，并指明下一个风景点。对于任何严肃的粒子物理学或广义相对论研究者而言，这本书不仅是案头的参考，更是一种智力上的挑战与享受。它让我重新审视了我们对时空结构以及基本相互作用统一性的基本假设。

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