规范理论和现代粒子物理导论（第2卷） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:世界图书出版公司

作者:Elliot Leader

出品人:

页数:431

译者:

出版时间:2010-4

价格:79.00元

装帧:平装

isbn号码:9787510005299

丛书系列:

图书标签:

• 粒子物理
• QFT
• 粒子物理标准模型
• 粒子物理7
• 物理学专著
• 物理
• Particle_physics
• #Physics
• 规范场论
• 粒子物理
• 量子场论
• 标准模型
• 希格斯机制
• 群论
• 对称性
• 重整化
• 费曼图
• 高能物理

《规范理论与现代粒子物理导论（第2卷）：深入探究基本相互作用的语言》 本书作为《规范理论与现代粒子物理导论》的第二卷，将带领读者继续深入探索描述宇宙最基本粒子及其相互作用的强大框架——规范理论。在前卷的基础上，本卷将更加聚焦于理论的精妙之处，并将其应用于理解现代粒子物理学的核心谜题。我们旨在为读者提供一个清晰、严谨且富有启发性的学习体验，使他们能够领略规范理论的深刻洞察力，以及它在构建我们对物质世界基本构成认识中所扮演的关键角色。 核心主题与结构概述 本书的结构围绕着如何将抽象的规范对称性转化为可观测的物理现象展开。我们将从更高级的数学工具入手，这些工具是理解复杂规范理论不可或缺的，然后逐步将其应用于描述电磁力、弱相互作用以及更具挑战性的强相互作用。 第一部分：数学基石与理论框架 为了充分理解规范理论的数学结构，本书的第一部分将对一些必要的数学概念进行回顾与拓展。 李群与李代数：对称性的语言 我们将详细介绍李群和李代数的概念，它们是描述连续对称性的数学语言。 重点将放在与粒子物理相关的李群，如U(1)，SU(2)，SU(3)等。 讨论李代数和李群之间的对应关系，以及如何通过生成元来表示对称性变换。 介绍伴随表示和约化表示等概念，它们在理解规范玻色子的性质时至关重要。 纤维丛与联络：连接与变换 为了描述在不同时空点上变换下的粒子场的行为，我们需要引入纤维丛的概念。 我们将解释基空间（时空）和纤维（内部对称群）的含义，以及纤维丛如何提供一个框架来讨论全局和局部的对称性。 联络（connection）将被引入，作为在纤维丛上定义“平行输运”的工具，这正是规范场强度的数学根源。 重点将放在主纤维丛（principal fiber bundle）和向量丛（vector bundle）上的联络，以及它们如何与规范场联系起来。 规范变换与规范势：场的生成 基于纤维丛和联络的数学框架，我们将严谨地定义规范变换。 解释规范势（gauge potential）如何扮演着“连接”的角色，允许我们从一个点到另一个点来比较场的内部属性。 讨论规范不变性（gauge invariance）的原则，即物理定律不应该依赖于我们选择的规范基。 详细推导规范场强张量（gauge field strength tensor）的表达式，以及它如何通过联络的协变导数（covariant derivative）来定义。 第二部分：量子电动力学（QED）的深化 在建立起规范理论的数学框架后，我们将首先深入探讨最成熟的规范理论——量子电动力学（QED）。 QED的拉格朗日量与规范场 回顾QED的拉格朗日量，其中包含狄拉克场的动力学和电磁场的动力学。 强调电磁场的规范势（Aμ）如何通过协变导数耦合到狄拉克场中，体现了U(1)规范对称性。 讨论光子的产生和湮灭，以及它作为U(1)规范群的无质量、自旋为1的玻色子。 散射振幅与费曼图 深入讲解如何使用费曼图技术计算QED中的散射过程。 详细介绍基本费曼图的顶点（vertex）和传播子（propagator）的含义。 展示如何根据费曼图规则计算任意阶的散射振幅。 讨论虚粒子（virtual particles）的概念，以及它们在描述相互作用中的作用。 重整化与精确预测 这是QED成功的关键。我们将深入探讨重整化（renormalization）的概念，它解决了发散（divergence）问题。 解释裸耦合常数（bare coupling constant）和重整化耦合常数（renormalized coupling constant）的区别。 介绍重整化群（renormalization group）方程，它描述了耦合常数随能量尺度的演化。 展示QED如何在各种高阶效应（如电子自旋反常磁矩，真空极化等）的计算中给出与实验惊人一致的预测。 第三部分：弱相互作用与电弱统一 本部分将转向描述基本粒子相互作用的另一个重要方面——弱相互作用，并揭示它与电磁相互作用的统一。 弱相互作用的早期模型 回顾费米弱相互作用模型，以及它在描述β衰变等现象中的成功。 指出费米模型作为一种有效低能理论的局限性，特别是其耦合常数在能量高时会变得过大。 SU(2)L规范理论：弱同位旋 介绍SU(2)L规范理论，这是描述弱相互作用的核心。 解释左手性费米子（left-handed fermions）为何被组织成弱同位旋（weak isospin）二重态。 引入弱同位旋规范玻色子（W±和W0），它们是SU(2)L规范群的生成元所对应的场。 电弱混合与 Weinberg-Salam 模型 深入阐述电弱混合（electroweak mixing）的过程，即SU(2)L和U(1)Y（弱超荷）规范群如何混合。 介绍Weinberg-Salam模型，它是描述电磁力和弱相互作用统一的标准模型的前身。 展示如何通过自发对称性破缺（spontaneous symmetry breaking）机制，特别是Higgs机制，使W和Z玻色子获得质量，而光子保持无质量。 定义弱混合角（weak mixing angle，也称Weinberg角），它决定了电磁力和弱力之间的相对强度。 标准模型的弱相互作用部分 概览标准模型中包含的弱相互作用过程，如带电电流（charged current）和中性电流（neutral current）过程。 介绍W和Z玻色子的性质，以及它们在夸克和轻子衰变中的作用。 讨论中微子振荡（neutrino oscillations）等与弱相互作用相关的现象。 第四部分：强相互作用与量子色动力学（QCD） 本部分将深入探讨描述夸克和胶子相互作用的理论——量子色动力学（QCD）。 SU(3)C规范理论：色荷 介绍SU(3)C规范理论，它基于“色荷”（color charge）的概念。 解释夸克拥有三种色荷：红、绿、蓝。 引入胶子（gluons）作为SU(3)C规范群的8个生成元所对应的规范场，它们传递强相互作用。 强调胶子本身也带有色荷，这导致了QCD的非线性特征，与QED的光子不同。 渐近自由：高能下的弱相互作用 这是QCD最令人着迷的性质之一。我们将详细解释渐近自由（asymptotic freedom）。 讨论QCD耦合常数随能量尺度的行为，在高能（小距离）下，耦合常数变弱，夸克和胶子近似自由。 解释渐近自由如何通过重整化群方程得到，并与QED的“规训”行为形成对比。 夸克禁闭：低能下的强相互作用 与渐近自由相对，QCD在低能（大距离）下表现出夸克禁闭（confinement）的现象。 解释为何我们无法观测到自由的夸克和胶子，它们总是被束缚在强子（如质子、中子）内部。 讨论量子色动力学刻画（QCD condensation）和弦模型（string model）等概念，试图理解禁闭的机制。 QCD的重整化与现象学 讨论QCD的重整化问题，以及如何处理其非线性耦合所带来的挑战。 介绍QCD在描述强子谱、强子散射截面、喷注（jets）等现象中的应用。 提及QCD在高能对撞机实验中的验证，例如发现胶子。 第五部分：超越标准模型与未来展望 在对标准模型的主要组成部分进行深入分析之后，本书将简要地探讨一些超越标准模型（Beyond the Standard Model, BSM）的理论方向，为读者打开更广阔的视野。 大统一理论（GUTs）的构想 介绍将SU(3)C，SU(2)L，U(1)Y整合进一个更大的单一规范群的理论。 讨论GUTs对质子衰变（proton decay）等新现象的预测。 超对称（Supersymmetry） 介绍超对称性，它连接了玻色子和费米子。 讨论超对称粒子（sparticles）的引入，以及它们可能解决的层次问题（hierarchy problem）。 希格斯场的性质与真空稳定性 结合标准模型的最新实验结果，讨论希格斯玻色子的性质。 探讨真空的稳定性问题，以及它与宇宙演化的可能联系。 学习目标与读者群体 本书的目标读者是物理学专业本科高年级学生、研究生以及对现代粒子物理学有浓厚兴趣的科研人员。在阅读本书之前，读者应具备扎实的量子力学、经典电动力学以及狭义相对论的基础。对群论有基本了解将有助于更好地掌握相关内容。 通过阅读本书，读者将能够： 深刻理解规范对称性在粒子物理学中的核心地位。 掌握描述基本相互作用的数学语言和框架。 理解标准模型中电磁力、弱相互作用和强相互作用的规范理论解释。 认识到重整化和自发对称性破缺等概念的重要性。 了解现代粒子物理学中的前沿问题和未来发展方向。 本书力求在理论的严谨性和教学的清晰性之间取得平衡，通过细致的推导和概念的阐释，帮助读者真正掌握规范理论的精髓，从而能够独立地阅读更深入的专业文献，并为进一步的粒子物理研究打下坚实的基础。我们相信，对规范理论的深入理解，不仅是对粒子物理现象的认知，更是对自然界内在和谐与美丽的探索。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得非常简洁，深蓝色的背景上是白色的书名和作者信息，给人一种沉稳、专业的印象。当我拿到这本书时，首先感受到的是它相当扎实的物理感，纸张的质地很不错，拿在手里分量十足，这通常预示着内容的深度和广度。我原本是想找一本能系统梳理量子场论基础，然后逐步过渡到标准模型前沿研究的教材，希望能找到一些能够清晰梳理数学工具和物理图像之间联系的论述。然而，这本书似乎更侧重于对一些特定理论框架的深入挖掘，虽然概念的引入很有条理，但对于初学者来说，可能会觉得有些过于抽象。比如，在讨论对称性破缺时，期望能看到更多直观的例子或者类比，来帮助理解破缺是如何发生的，以及它如何影响了后续的动力学演化。这本书的数学推导非常严谨，每一步都力求无懈可击，这对于已经有一定基础的读者来说是优点，但对于希望快速建立起对粒子物理宏观图景的把握的人来说，可能会感觉节奏偏慢，需要花费大量时间去消化那些精密的数学细节，而不是快速领略其背后的物理精髓。总体而言，它更像是一本为已经跨过入门阶段，准备向专业研究迈进的研究生或研究人员准备的深度参考书，而不是一本普适性的导论读物。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格是极其学术化的，每一个句子都信息量巨大，这无疑保证了其精确性，但却牺牲了可读性。作者似乎假设读者已经对理论物理的符号体系和惯用法则了如指掌，很少使用脚注或附录来解释那些“可能不那么基础”的数学技巧，比如某些群论的表示法或者特定的路径积分技巧。对于一个希望通过它来“导论”自己进入这个领域的读者来说，这种高度浓缩的表达方式，使得学习过程变得非常耗费心神。我期待的是一种“对话式”的教学体验，作者仿佛坐在旁边，用清晰的语言和恰当的比喻来搭建起从已知到未知的桥梁。这本书更像是将一个已经完成的、高度优化的理论体系直接摆在了面前，需要读者自行去“解码”其构建过程。因此，如果读者需要一本能够陪伴自己从零开始，逐步建立起对规范理论和粒子物理整体认知框架的辅助读物，这本书可能不是最合适的选择；它更像是一本为已经有导师指导、需要查阅特定章节进行深入研究的专业人士准备的工具书，而非一本独立的入门导师。

评分☆☆☆☆☆

关于习题的设计，我通常很看重一本好的教材如何通过习题来巩固和拓展书本知识。这本书的习题设置，坦率地说，难度梯度把握得不是很好。有些习题过于简单，只是对书本公式的直接套用，对于巩固理解帮助不大；而另一些习题则突然跃升到需要融合多个章节知识点、且计算量极大的程度，对于时间和精力有限的学习者来说，很有可能因此而受挫。我更偏爱那种能够引导读者去思考物理图像和进行概念性论证的习题，而不是纯粹的数学运算挑战。例如，在讲解微扰论时，我希望看到一些关于为什么某些特定过程在低阶计算中会产生奇异性（紫外或红外发散）的讨论，以及如何通过重整化来处理这些问题的直观解释，而不是仅仅罗列重整化群的演化方程。这本书在这方面的平衡性处理得不够理想，使得习题成为了一个双刃剑：要么是白费时间，要么是过度消耗精力，未能达到预期的教学效果，即加深对核心概念的掌握和应用能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和字体选择倒是挺考究的，阅读起来还算舒适，至少在长时间阅读后，眼睛的疲劳感没有那么明显。我特别留意了其中的插图和图表部分，希望能通过视觉化的方式来辅助理解那些复杂的理论结构。遗憾的是，插图的数量相对较少，而且很多关键性的概念，比如费曼图的拓扑结构变化，或者某些理论的相图，都没有配上足够清晰易懂的图形辅助说明。我希望看到更多关于实验现象与理论预测如何对应起来的图示，比如某个特定衰变过程的截面随能量变化的曲线，或者不同模型在低能极限下对某些观测量的预测差异。这本书的叙述风格偏向于“宣告式”，即直接给出结论和公式，然后进行推导，缺乏那种“引导式”的叙述，就是那种一步步带着读者去发现真理的过程。例如，在引入规范玻色子时，我更希望看到的是从局部对称性要求出发，如何“自然而然”地推导出规范场的存在，而不是直接将规范场作为公设引入。这种略显生硬的切入方式，使得理论的动机性在早期阶段显得不够突出，需要读者自己去脑补背后的物理驱动力，对于习惯了由浅入深教学法的读者来说，适应起来会有一定的门槛。

评分☆☆☆☆☆

我原本期待这本书能在量子场论的基础之上，为现代粒子物理的核心——标准模型提供一个坚实且现代的视角。然而，这本书在介绍标准模型时，似乎将更多的笔墨放在了对某些更抽象、更深层次的理论框架的铺垫上，比如更高维度的可能性或者某些超对称性的初探，这使得标准模型本身的细节——例如夸克和轻子的质量层级、CP破坏的精确来源、希格斯机制的完整图像——反而显得有些单薄。对于一个自称“现代粒子物理导论”的卷册来说，我希望看到更多关于过去二十年间实验进展如何反过来塑造我们对理论的理解的内容。例如，中微子振荡的发现，它如何冲击了标准模型，以及目前各种扩展理论是如何尝试解释这些观测结果的。这本书的内容似乎更贴近于上世纪八十年代或九十年代初期的理论前沿，虽然经典理论依然重要，但缺乏对当代实验物理学脉搏的紧密结合。章节之间的逻辑衔接也偶有跳跃感，读者可能需要在不同章节间频繁查阅，以确保对某个特定概念的理解是连贯的，而不是孤立存在的知识点堆砌。

评分☆☆☆☆☆

其实没读完...起到了参考书的作用

评分☆☆☆☆☆

其实没读完...起到了参考书的作用

评分☆☆☆☆☆

其实没读完...起到了参考书的作用

评分☆☆☆☆☆

其实没读完...起到了参考书的作用

评分☆☆☆☆☆

其实没读完...起到了参考书的作用