本書開始幾章介紹了基本粒子的性質(zhì)與相互作用,接著討論了早期宇宙,包括暴脹、暗物質(zhì)與暗能量、星系結(jié)構(gòu)演化等。后兩章分別討論宇宙線和恒星內(nèi)部的粒子物理,粒子相互作用和宇宙大尺度演化之間的密切關(guān)聯(lián)是貫穿于本書的主題,本書同時強調(diào)實驗與理論的相互促進。
徐仁新,男,1967年生,1997年獲北京大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位,現(xiàn)任北京大學(xué)物理學(xué)院教授關(guān)注脈沖星、夸克星、中子星以及宇宙早期QCD相變、高能宇宙線等科學(xué)問題.推測致密物質(zhì)的三味夸克集團桐,并試圖通過天文觀測檢驗之。 陳國英,男,1982年生,2011年獲北京大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位,現(xiàn)任教于新疆大學(xué)目前從事粒子物理方面的理論研究工作,尤其是有效場論在粒子物理唯象學(xué)上的應(yīng)用。 來小禹,女,1983年生,2010年獲北京大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位,現(xiàn)任教于新疆大學(xué)通過研究密物質(zhì)的天體物理表現(xiàn)來探索強相互作用物質(zhì)的基本性質(zhì)認為脈沖星可能為夸克集團(如H雙重子等)構(gòu)成的凝聚態(tài)物質(zhì)并計算其物態(tài),所得結(jié)果跟大質(zhì)量脈沖星的發(fā)現(xiàn)吻合,探討早期宇宙QCD相變的可能后果。 唐納德·帕金斯(Donald Perkins),牛津大學(xué)物理系退休教授,1925年在英國出生,1948年獲得英國倫敦帝國學(xué)院博士學(xué)位,1949年開始先后在布里斯托爾大學(xué)、伯克利的勞倫斯輻射實驗室以及歐洲核子研究中心從事科研或教學(xué)工作,1965年被聘為牛津大學(xué)粒子物理學(xué)教授。除了在粒子物理研究方面的**貢獻外,亦以其若干膾炙人口的專著而知名,他撰著的《高能物理引論》已經(jīng)成為**上粒子物理學(xué)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)教科書。2003年出版了《粒子天體物理》,反映了近年來粒子物理和天體物理兩個領(lǐng)域間日益
譯者序
第2版序
部分 粒子和相互作用
第1章 夸克與輕子及其相互作用
1.1 概述
1.2 夸克和輕子
1.3 費米子和玻色子:自旋—統(tǒng)計關(guān)系,超對稱
1.4 反粒子
1.5 基本的相互作用:玻色子的交換
1.6 玻色子和費米子的耦合
1.7 夸克—膠子等離子體
1.8 相互作用截面
1.9 基本粒子散射截面的例子
1.10 衰變和共振態(tài)
1.11 共振態(tài)的例子
1.12 新粒子
1.13 總結(jié)
習(xí)題
第2章 相對論變換和等效原理
2.1 狹義相對論中的坐標(biāo)變換
2.2 不變間隔和四矢量
2.3 等效原理:引力場中的鐘
2.4 廣義相對論
2.5 史瓦西線元、史瓦西半徑及黑洞
2.6 質(zhì)點引起的光的引力偏折(愛因斯坦星移)
2.7 夏皮羅延遲
2.8 軌道進動
2.9 Robertson-Walker線元
2.10 牛頓引力的修正?
2.11 相對論運動學(xué):四動量,多普勒效應(yīng)
2.12 有固定靶和碰撞束的加速器
習(xí)題
第3章 守恒律、對稱性以及粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型
3.1 變換以及歐拉.拉格朗日方程
3.2 轉(zhuǎn)動
3.3 宇稱算符
3.4 宇稱守恒及內(nèi)秉宇稱
3.5 弱相互作用中的宇稱破壞
3.6 螺旋度和螺旋度守恒
3.7 電荷共軛不變性
3.8 規(guī)范變換和規(guī)范不變性
3.9 超弦
3.10 電弱理論中的規(guī)范不變
3.11對稱性自發(fā)破缺的希格斯機制
3.12 跑動的耦合常數(shù):弱電理論和量子色動力學(xué)與實驗的比較
3.13 規(guī)范理論中的真空結(jié)構(gòu)
3.14 CPT定理與CP和T對稱
3.15 中性K介子衰變中的CP破壞
3.16 標(biāo)準(zhǔn)模型中的CP破壞:CKM矩陣
3.17 總結(jié)
習(xí)題
第4章 標(biāo)準(zhǔn)模型的拓展
4.1 無中微子的雙貝塔衰變
4.2 中微子質(zhì)量與味道振蕩
4.3 大統(tǒng)一理論:質(zhì)子衰變
4.4 大統(tǒng)一和中微子蹺蹺極機制
4.5 等級與超對稱
4.6 總結(jié)
習(xí)題
第2部分 早期宇宙
第5章 膨脹宇宙
5.1 哈勃膨脹
5.2 奧伯斯佯謬
5.3 弗里德曼方程
5.4 能量密度源
5.5 觀測的能量密度
5.6 宇宙的年齡和尺度
5.7 減速參數(shù):真空能/宇宙學(xué)常數(shù)的效應(yīng)
5.8 CMB輻射
5.9 微波輻射的各向異性
5.10 早期宇宙中的粒子和輻射
5.11 光子和中微子密度
5.12 輻射和物質(zhì)時期:物質(zhì)和輻射的退耦
5.13 物質(zhì)—輻射相等的時期
5.14 總結(jié)
習(xí)題
第6章 核合成和重子產(chǎn)生
6.1 原初核合成
6.2 大**中的重子產(chǎn)生以及物質(zhì)—反物質(zhì)不對稱
6.3 大**中的重子—光子之比
6.4 Sakharov判據(jù)
6.5 重子—反重子不對稱:可能的情形
6.6 總結(jié)
習(xí)題
第7章 暗物質(zhì)和暗能量組分
7.1 概述
7.2 星系和星系團中的暗物質(zhì)
7.3 引力透鏡
7.4 從引力透鏡得到的暗物質(zhì)證據(jù)
7.5 引力透鏡產(chǎn)生的放大效應(yīng):微引力透鏡和MACHOs
7.6 透鏡概率:光深
7.7 重子暗物質(zhì)
7.8 中微子
7.9 軸子
7.10 類軸子粒子
7.11 弱相互作用大質(zhì)量粒子
7.12 期待的WIMP反應(yīng)截面和事件率
7.13 WIMP的實驗搜尋
7.14 暗能量:高紅移超新星和大z值處的哈勃圖
7.15 真空能:卡西米爾效應(yīng)
7.16 宇宙學(xué)常數(shù)和暗能量中存在的問題
7.17 總結(jié)
習(xí)題
第8章 早期宇宙的結(jié)構(gòu)形成
8.1 概述
8.2 星系和星系際的磁場
8.3 視界和平坦性疑難
8.4 暴脹
8.5 混沌暴脹
8.6 量子漲落和暴脹
8.7 原初漲落譜
8.8 大尺度結(jié)構(gòu):引力塌縮和金斯質(zhì)量
8.9 膨脹宇宙中的結(jié)構(gòu)增長
8.10 輻射時期漲落的演化
8.11 從漲落譜得出的中微子質(zhì)量的宇宙學(xué)極限
8.12 物質(zhì)**時期漲落的增長
8.13 CMB的溫度漲落和各向異性
8.14 各向異性的角譜:分布中的“聲學(xué)峰”
8.15 CMB各向異性的實驗觀測和解釋
8.16 宇宙微波輻射的偏振
8.17 總結(jié)
習(xí)題
第3部分 宇宙中的粒子和輻射
第9章 宇宙粒子
9.1 概述
9.2 宇宙線的成分和譜
9.3 地球磁場和太陽效應(yīng)
9.4 宇宙線的加速
9.5 次級宇宙輻射:π介子和μ子——硬成分和軟成分
9.6 帶電粒子和輻射在物質(zhì)中的穿行
9.7 電磁級聯(lián)的形成
9.8 廣延大氣簇射:核子和光子導(dǎo)致的簇射
9.9 廣延大氣簇射的探測
9.10 γ射線點源
9.11 γ射線暴
9.12 超高能宇宙線簇射:GzK截斷
9.13 超高能宇宙線的點源
9.14 射電星系和類星體
9.15 大氣層中微子:中微子振蕩
9.16 太陽中微子
9.17 物質(zhì)中的中微子振蕩
9.18 高能中微子的點源
9.19 引力輻射
9.20 脈沖雙星
9.21 引力波的探測
9.22 總結(jié)
習(xí)題
**0章 恒星與星系相關(guān)的粒子物理
10.1 概述
10.2 恒星的早期演化
10.3 氫燃燒:太陽內(nèi)部的p—p鏈
10.4 氦燃燒及碳氧產(chǎn)物
10.5 重元素產(chǎn)物
10.6 電子簡并壓與恒星的穩(wěn)定性
10.7 白矮星
10.8 恒星塌縮:Ⅱ型超新星
10.9 來自SNl987A的中微子
10.10 中子星與脈沖星
10.11 黑洞
10.12 黑洞的霍金輻射
10.13 總結(jié)
習(xí)題
附錄A 物理常數(shù)表
附錄B 湯川理論和玻色子的傳播子
附錄C 早期宇宙中結(jié)構(gòu)的微擾增長
附錄D 太陽中微子相互作用的MSW機制
習(xí)題答案
參考文獻
參考書目
索引