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第一章 引言 1

1.1 基本粒子物理实验和量子场论的发展 1

1.2 量子力学和相对论性经典物理理论的局限性 2

1.3 量子场论的发展过程 4

1.4 量子场论发展中所遇到的基本困难 6

参考文献 7

第二章 场的量子化方法的正则形式 8

2.1 量子力学的正则形式 8

2.2 经典场论的拉氏形式 9

2.3 运动规律的对称性和守恒定律 10

2.4 第一种规范变换和电荷守恒定律 10

2.5 坐标移动和能量守恒定律及动量守恒定律 12

2.6 洛伦兹变换和角动量守恒定律 12

2.7 经典场论的哈密顿形式 14

2.8 场的量子化方法的正则形式 16

2.9 能量和动量算符 19

2.10 总角动量算符 19

参考文献 21

第三章 自旋等于零的粒子的场 22

3.1 自由粒子及其波动方程 22

3.2 标量场和赝标量场 23

3.3 荷电粒子场的拉氏函数和守恒量 24

3.4 荷电粒子场的量子化 24

3.5 分解为平面波 25

3.6 量子场的粒子性 26

3.7 ak,a+k,bk,b2k,Nka和Nkb的显示表式 28

3.8 分解为球面波 30

3.9 场的角动量 32

3.10 对易关系的相对论不变性 34

3.11 对易关系和时间反演 36

3.12 正反粒子共轭变换 39

3.13 自旋为零的中性粒子的理论 39

3.14 同位旋空间和同位旋守恒 42

3.15 个别粒子的同位旋 45

参考文献 48

第四章 光子·自由电磁场的量子化 49

4.1 麦克斯韦方程的相对论性形式 49

4.2 拉氏函数密度、能量、动量和角动量 51

4.3 自由电磁场的量子化 51

4.4 洛伦兹条件 53

4.5 分解为平面波 55

4.6 光子的自旋 58

4.7 洛伦兹条件的意义 59

4.8 洛伦兹条件带来的困难 60

4.9 应用不定度规的量子化方法 61

4.10 纵光子和标量光子的意义 65

4.11 对易关系的洛伦兹不变性 67

参考文献 68

第五章 自旋等于1/2的粒子的场 69

5.1 狄拉克波动方程 69

5.2 狄拉克波动方程和空间反射 73

5.3 狄拉克波动方程和时间反演 75

5.4 狄拉克波动方程和正洛伦兹变换 77

5.5 由波函数组成的协变量 78

5.6 正反粒子共轭变换 80

5.7 狄拉克波动方程的量子化 83

5.8 分解为平面波 85

5.9 真空组态 88

5.10 a,a＊,b,b＊的显示形式 89

5.11 对易关系的相对论不变性 91

5.12 同位旋 94

5.13 二分量中微子理论 96

参考文献 99

第六章 基本粒子间的相互作用 100

6.1 相互作用的分类 100

6.2 轻子与电磁场之间的相互作用 102

6.3 介子、重子与电磁场之间的相互作用 106

6.4 强相互作用 110

6.5 奇异粒子和奇异量子数 114

6.6 牵涉到奇异粒子的强相互作用 116

6.7 费米弱相互作用理论 119

6.8 汤川弱相互作用理论 122

6.9 描述相互作用的其他数学形式 124

参考文献 125

第七章 相互作用表象 126

7.1 海森伯表象和薛定谔表象 126

7.2 相互作用表象 127

7.3 核子与π介子相互作用 130

7.4 轻子与电磁场相互作用 133

7.5 包含有场量微商的相互作用 136

参考文献 139

第八章 散射矩阵和微扰论 140

8.1 散射矩阵 140

8.2 微扰论 141

8.3 散射矩阵的简化 143

8.4 正规乘积 144

8.5 维克的二条定理 147

8.6 用图形表示正规乘积的方法 151

8.7 正规乘积所代表的物理过程 156

8.8 函数Df(x),△f(x)和Sf(x)的表式 161

8.9 动量表象 167

参考文献 171

第九章 微扰论的具体应用 172

9.1 跃迁几率和反应截面 172

9.2 γ矩阵的一些性质 174

9.3 康普顿散射 177

9.4 电子和正电子的湮没 181

9.5 轫致辐射 183

9.6 μ+介子衰变为正电子、中微子和反中微子 189

参考文献 194

第十章 量子场论中的发散困难 195

10.1 发散困难 195

10.2 电子的自能 197

10.3 发散积分 199

10.4 质量重整化 202

10.5 ∑(2)(p)所包含的其他发散困难 204

10.6 电子传播函数的二次近似 208

10.7 电荷重整化和辐射修正 210

10.8 真空极化 211

10.9 Ⅱμμ(k)的显示表式 215

10.10 光子传播函数的二次近似 217

10.11 真空极化导致的电荷重整化 219

10.12 顶角函数的高次近似 220

10.13 顶角部分导致的电荷重整化 224

10.14 小结 224

参考文献 225

第十一章 电子反常磁矩和兰姆能级移动 226

11.1 辐射修正 226

11.2 电子为外场所散射的S矩阵元 227

11.3 电子的反常磁矩 232

11.4 能级的兰姆移动 234

11.5 K与ρ的数值之间的关系 238

11.6 红外发散困难 241

参考文献 244

第十二章 重整化的一般理论 246

12.1 原始发散 246

12.2 法雷定理 248

12.3 不可约化的图形及其无穷大 251

12.4 光子相互散射的S矩阵元 255

12.5 正规图形和非正规图形 257

12.6 顶角函数中的辐射修正 260

12.7 可以约化的电子自能部分 261

12.8 可以约化的真空极化图形 265

12.9 重整化 270

12.10 其他量子场的重整化 275

参考文献 277

第十三章 海森伯表象 278

13.1 海森伯表象与相互作用表象间的联系 278

13.2 真空的波函数 280

13.3 波函数和矩阵元 282

13.4 传播函数 283

13.5 S矩阵元 285

13.6 邱和骆的方程 289

13.7 邱－骆方程的进一步简化 296

13.8 相移与S矩阵元之间的关系 299

13.9 相移所满足的积分方程 306

参考文献 312

第十四章 色散关系 313

14.1 因果律与色散关系 313

14.2 散射幅与推迟格林函数 317

14.3 解析延拓 320

14.4 色散关系 322

14.5 展望 324

参考文献 325

附录一 基本粒子 326

参考文献 329

附录二 非阿贝尔规范场论 330

参考文献 336