Hot Hadronic Matter (NATO Science Series B pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Springer

作者:Letessier, Jean; Gutbrod, Hans H.; Rafelski, Johann

出品人:

页数:574

译者:

出版时间:1995-5-31

价格:USD 304.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780306450082

丛书系列:

图书标签:

• Hadronic matter
• Quark-gluon plasma
• Relativistic heavy ion collisions
• Nuclear physics
• High energy density matter
• Phase transition
• Strong interaction
• NATO science series
• Particle physics
• Nuclear structure

粒子物理学前沿：从夸克到宇宙的结构探索 本书聚焦于当代粒子物理学和核物理学的核心议题，旨在为研究人员、高年级本科生及研究生提供一个全面且深入的概述，探讨物质最基本组分的性质、相互作用的规律，以及这些规律如何塑造我们所观测到的宇宙结构。全书以严谨的理论框架为基础，辅以对关键实验发现的细致剖析，勾勒出从微观到宏观的物理图景。 第一部分：标准模型的基石与挑战 本书首先系统地回顾了粒子物理学的标准模型（Standard Model, SM）。标准模型是描述电磁力、弱核力和强核力的量子场论，它成功地统一了电弱相互作用，并精确预测了诸多粒子的存在与行为。 第一章：基本粒子与对称性 本章深入探讨了基本费米子（夸克和轻子）的性质，包括它们的质量、电荷和自旋。重点分析了描述粒子间相互作用的规范对称群 $SU(3)_C imes SU(2)_L imes U(1)_Y$。我们详细阐述了规范不变性如何自然地导向强、弱、电磁三种基本力的存在。同时，对狄拉克方程和手征对称性的破坏进行了详尽的数学推导，解释了为什么我们观测到的粒子具有特定的手性。 第二章：希格斯机制与质量起源 标准模型成功的关键在于希格斯机制。本章详细解析了自发对称性破缺（Spontaneous Symmetry Breaking, SSB）的原理，特别是如何通过引入希格斯场来赋予规范玻色子（W和Z玻色子）和费米子质量，同时保持理论的可重整化性。我们讨论了标准模型中希格斯玻色子的性质、衰变模式，以及实验中发现的这一标量粒子如何与早期宇宙的演化相关联。此外，本章也探讨了费米子质量的源头——Yukawa耦合——及其与夸克代结构之间的微妙联系。 第三章：强相互作用的深入理解——量子色动力学（QCD） 强核力，由夸克和胶子间的相互作用描述，是标准模型中最复杂的部分。本章核心内容是量子色动力学（QCD）。我们从规范理论的角度出发，详细阐述了渐近自由性（Asymptotic Freedom）的数学证明，解释了高能区夸克和胶子如何近似视为自由粒子。随后，我们转而研究低能区的强禁闭（Confinement）现象，并探讨了如何利用有效场论（Effective Field Theory）的工具来描述强子（如质子和中子）的内部结构和低能散射过程。对晶格QCD（Lattice QCD）在计算强子谱和矩阵元方面的最新进展进行了综述。 第二部分：超越标准模型：未解之谜与新物理学 尽管标准模型取得了辉煌的成功，但它并未能解释宇宙中的许多基本观测现象，这为“新物理学”提供了理论驱动力。 第四章：中微子物理学的革命 标准模型最初假设中微子是无质量的。然而，对太阳中微子振荡和大气中微子振荡的实验观测，无可辩驳地证明了中微子具有微小的质量。本章全面回顾了中微子振荡的动力学理论，推导了PMNS（Pontecorvo-Maki-Nakagawa-Sakata）矩阵。我们深入探讨了三种主要的中微子质量模型：马约拉纳（Majorana）质量项、芝宝拉（Seesaw）机制（I型和II型），以及它们对宇宙学和实验探测的潜在影响，特别是对寻找“双贝塔衰变”的意义。 第五章：暗物质与暗能量的宇宙学暗示 本书将粒子物理学置于宇宙学的宏大背景下讨论。我们分析了宇宙微波背景（CMB）辐射和星系大尺度结构形成的观测证据，这些证据确立了暗物质和暗能量在宇宙能量密度中的主导地位。本章详细考察了主流的暗物质候选者，包括弱相互作用重粒子（WIMPs），轴子（Axions），以及惰性中微子。我们回顾了直接探测（如氙探测器）、间接探测（如伽马射线和正负电子对撞）和产生探测（如LHC）的实验策略与当前限制。同时，对驱动宇宙加速膨胀的暗能量模型，特别是宇宙学常数和Quintessence模型的物理基础进行了辨析。 第六章：超越SM的理论框架：超对称性与额外维度 为了解决层次问题（Hierarchy Problem）以及统一耦合常数等问题，理论物理学家提出了多种扩展标准模型的方案。本章重点探讨了超对称性（Supersymmetry, SUSY）。我们详细介绍了超对称伙伴粒子的引入如何稳定希格斯质量，并自然地将所有基本力耦合常数在大统一能标附近会聚的潜力。此外，本书还简要介绍了利用额外空间维度来解释标准模型粒子质量层级差异的理论模型，如大额外维度（ADD模型）和Randall-Sundrum（RS）模型，并讨论了这些模型在当前高能对撞机实验中可以被检验的特征信号。 第三部分：极端环境下的核与粒子物理 本书的最后一部分将视角转向极端物理条件，探索强相互作用系统在高温高密下的集体行为。 第七章：夸克-胶子等离子体（QGP） 在宇宙诞生后的极早期，物质处于一种夸克和胶子自由运动的状态，即夸克-胶子等离子体。本章基于QCD的格林函数方法和有效场论，描述了QGP的热力学性质，包括其临界温度和相变。我们详细分析了重离子对撞实验（如RHIC和LHC的ALICE、CMS实验）中探测QGP的实验信号，例如喷注淬火（Jet Quenching）、夸克态（Quarkonia）的谱抑制，以及流体动力学（Hydrodynamics）模型在描述集体流体行为中的应用。 第八章：强子结构的高精度研究 超越简单的夸克模型，理解强子内部的精确运动学和动力学结构至关重要。本章引入了先进的工具，如费曼图积分和微扰QCD方法，来计算高阶修正对强子对撞截面的影响。特别地，我们探讨了深度非弹性散射（Deep Inelastic Scattering, DIS）实验如何揭示夸克-胶子分布函数（Parton Distribution Functions, PDFs），这些函数是连接微观基本理论与宏观散射实验的桥梁。对高阶QCD修正（如NLO和NNLO计算）的精确性如何提升了理论预测与实验数据的吻合度进行了深入讨论。 第九章：重离子碰撞中的奇特物质探索 除了QGP，本章还关注在极端条件下可能存在的其他奇异物质形态，如奇异夸克物质（Strangelets）和手征磁效应（Chiral Magnetic Effect, CME）。我们分析了CME如何在大亚原子尺度上，利用背景磁场和手性不对称性，导致电荷分离，并在重离子碰撞中产生可测量的电荷分离信号。此外，对非微扰QCD预测的、由奇异夸克构成的稳定或长寿命“奇异物质”的理论边界条件和潜在的宇宙学起源进行了审视。 结论：未来方向与展望 本书最后总结了当前粒子物理学面临的中心问题：中微子质量的机制、暗物质的本质、电荷宇称（CP）破缺的起源，以及引力与量子力学的最终统一。我们探讨了未来一代的实验设施——如高亮度对撞机（High-Luminosity LHC, HL-LHC）、中微子物理实验网络（如DUNE），以及下一代暗物质直接探测器的设计理念，展望这些尖端研究将如何继续推动我们对物质和时空本质的认知。本书旨在激励读者以批判性的眼光和坚实的理论基础，投身于这一充满活力和挑战的前沿科学领域。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆