引力场及量子场的真空动力学图像PDF电子书下载

第1章　真空的结构 1

1.1　量子场概述 1

1.1.1　基本粒子的分类 1

1.1.2　理论 2

1.1.3　量子场论的建立和发展 2

1.1.4 自然单位制 3

1.1.5　度规 4

1.1.6　四种力场 5

1.2　真空物理图像的历史 6

1.2.1 以太的真空图像 6

1.2.2　Dirac的真空 8

1.2.3　量子场论的真空图像 8

1.3　真空场的引入 9

1.3.1 实验手段及面临的困难 9

1.3.2　真空场的基本假设 10

1.3.3　真空场的维度性质 13

1.3.4　真空场基本单元的粒子性 14

1.4　真空场基本单元的静态应变分析 15

1.5　真空中量子场理论建立的基本思想 23

第2章 量子场的运动方程和真空背景场的均匀性 28

2.1 场的拉格朗日形式 28

2.1.1 经典力学的拉格朗日形式 29

2.1.2　场的拉格朗日形式 30

2.1.3　费曼路径积分 31

2.2　真空背景场的对称性与守恒定律 34

2.2.1　真空背景场的对称性 34

2.2.2　奈特定理 38

2.2.3　时空平移不变性和能量动量守恒 40

2.2.4　洛伦兹不变性和角动量守恒 41

第3章　正则量子化和粒子解释 42

3.1　场量子化的物理图像 42

3.1.1　算符的对易关系的物理意义 42

3.1.2　量子场算符的对易关系 43

3.2　正则量子化 44

3.2.1　哈密顿形式和正则量子化 44

3.2.2　Bose场的正则量子化 46

3.2.3　Fermi场的正则量子化 47

3.3　实标量场 50

3.3.1　正则量子化 50

3.3.2　动量表象 53

3.3.3　粒子数算符和粒子解释 56

3.3.4　零点能与生灭算符 57

3.3.5　协变对易关系与微观因果性 58

3.3.6　Feynman传播函数 60

第4章　引力场 65

4.1　概述 65

4.1.1　狭义相对论时空 65

4.1.2　广义相对论时空 66

4.1.3　测量协变与协变场 66

4.2　测量协变性 68

4.2.1　测量协变原理 68

4.2.2　参照系间的相对性 70

4.2.3　光速不变原理 71

4.2.4　潮汐力 72

4.3　时空坐标架 74

4.3.1 时间的原始概念 74

4.3.2　时空间隔 76

4.3.3　张量的变换定律 78

4.4　协变导数与引力规范场Γk ij 80

4.4.1　矢量的勒维—奇维塔平移 80

4.4.2　协变微分 82

4.4.3 Γi jk与gik的关系 83

4.4.4　引力场和量子场间的关系 84

4.5　弯曲时空的描述 90

4.5.1 曲率张量 90

4.5.2　爱因斯坦张量 92

4.5.3　短程线 93

4.6　引力场方程 93

4.6.1　流守恒律 93

4.6.2　爱因斯坦引力场方程 97

4.6.3　引力场的万有特性 102

4.7　引力波 105

4.7.1　弱场近似 105

4.7.2　引力波 107

4.7.3 引力子的内禀结构 112

第5章　真空场中光子的一维图像 117

5.1　光子的现有图像 117

5.1.1　光子的电磁波图像 117

5.1.2　光子的粒子性 119

5.1.3　不确定关系 119

5.1.4　光子的量子力学波函数 120

5.2　光子内禀空间ξ1维的分析 121

5.2.1　真空场理论中光子的图像概述 121

5.2.2　光子ξ1维概述 122

5.2.3　形变极限值H的真空场物理意义 124

5.2.4　光子ξ1维的能量 125

5.2.5　光子ξ1维的动量 126

5.2.6　光子ξ1维的内禀场位移函数u（τ，ξ）的建立 126

第6章　光子四维时空图像 128

6.1　光子的内禀结构 128

6.1.1　光子的力线构成纵波 128

6.1.2　光子单根力线的位移函数 128

6.1.3　光子纵波的非扩散性 129

6.1.4　光子的纤维结构 130

6.1.5　光子的简化波函数 134

6.1.6　光子横向波动及几率波 136

6.1.7　光子的极化和自旋 142

6.1.8　光子波粒二象性的物理图像 147

6.2　电磁场理论 149

6.2.1 电磁场的协变形式和Lorentz条件 149

6.2.2　Coulomb规范量子化电磁场 150

6.2.3　Lorentz规范量子化 160

6.2.4　动量表象和粒子解释 162

第7章　轻子的图像 167

7.1　轻子的纤维结构 167

7.1.1 单电子内禀场的应变 168

7.1.2　单电子内禀场径向部分的形变 170

7.1.3　无自旋电子的纤维场的分区结构 171

7.1.4　轻子内禀结构的简化 174

7.1.5 内禀空间基和粒子空间基的自相似性 175

7.1.6　轻子和光子的耦合构成德布罗意波 177

7.1.7　电子的电力线 179

7.1.8　电子的磁力线 185

7.1.9　轻子的麦克斯韦方程 189

7.2　轻子自旋 190

7.2.1　轻子自旋波 190

7.2.2 自旋波在轻子内禀时空中的传播特性 190

7.2.3 自旋量子场的时空形变量 191

7.2.4 自旋角动量 192

7.2.5　转动应变量构成自旋动量 194

7.2.6　电子的自旋自由度 195

7.3　轻子的质量 197

7.3.1　轻子的传播特性 197

7.3.2　轻子的惯性质量 198

7.3.3　真空点的四维平移 200

7.3.4　质量汇聚波 201

7.3.5　静态轻子质量荷的精细结构 202

7.3.6 电子的内禀空间场函数 203

7.3.7　e、μ、τ的内禀结构和质量 204

7.3.8　轻子的背景场及轻子的引力 207

7.3.9　运动轻子质量、动量的正交性 207

7.4　真自由粒子Dirac方程 210

7.4.1　Klein-Gordon方程 210

7.4.2 自由粒子的Dirac方程和γ矩阵 211

7.5　Dirac方程的性质 213

7.5.1　Dirac方程的Lorentz不变性 213

7.5.2 自由电子相应的静止电子解 215

7.5.3 自由粒子Dirac方程的解 216

7.5.4　拉格朗日形式 219

7.6　电磁耦合常数的计算 221

7.6.1 电磁耦合常数的物理图像 221

7.6.2　考虑电子的情况 222

7.6.3　光子的情况 224

7.6.4　近距离的情况 225

7.6.5　光电耦合与经典电磁场 225

7.7　中微子 225

7.7.1 中微子内禀空间的构成 225

7.7.2 中微子内禀场函数 226

7.7.3 自旋量子波角量 227

7.7.4　中微子的静质量 229

7.7.5　半向空间的概念 229

7.7.6　费米子场的半向空间效应 231

7.7.7　中微子的狄拉克方程 232

7.7.8　轻子的点模型构成量子力学 233

7.7.9　全同粒子粒子的交换对称的物理图像 238

第8章　场的定域规范不变性 240

8.1　整体规范不变性 241

8.2　U（1）定域规范不变性与电磁相互作用 244

8.3　SU（n）定域规范不变性 249

第9章　弱作用场 255

9.1　弱相互作用顶角 255

9.1.1　相互作用顶角 255

9.1.2　费米子相互作用的顶角空间 258

9.2　弱电统一模型的物理图像 265

9.2.1 弱作用内禀空间图像 265

9.2.2　真空场中无对称破缺的弱电统一模型 265

9.2.3　温伯格角θW的物理意义 271

9.3　夸克弱相互作用 277

9.3.1　卡比波角 278

9.3.2　夸克弱电统一规范理论 280

第10章　强子结构 283

10.1 π0介子态的真空场图像 283

10.2 π±介子的真空场图像 285

10.3　质子结构 287

10.3.1　质子的形成 287

10.3.2　质子自旋 289

10.3.3　质子的弦与稳定性 290

10.3.4　中子结构 291

10.3.5　强子的SU（3）表述 291

10.4　强相互作用 292

10.4.1 中性π0介子与核子的强相互作用 293

10.4.2 π介子与核子的相互作用 295

10.5　夸克 299

10.5.1　夸克的味 299

10.5.2　夸克的颜色 300

10.5.3　强耦合常数as 303

10.6 胶子 303

10.6.1　考虑某根弦内的波 304

10.6.2　弦及夸克海 305

10.7　核子内禀空间场函数 308

10.7.1　核子真空内禀场函数 308

10.7.2　量子色动力学的SUc（3）结构 310

10.8　质量荷塑性形变的弦模型理论 311

10.8.1　质量荷闭弦 311

10.8.2　强子弦 312

第11章　量子电动力学基本过程 315

11.1　QED的微扰论和费曼规则 315

11.2　量子电动力学过程 316

11.2.1 电子的Rutherford散射 316

11.2.2　重整化的例子 322

11.2.3　跑动耦合常数 325

11.2.4　量子场的反常维度 328

11.3　真空场论与超弦／M理论 333

11.3.1 真空场论与弦理论的基本思想 333

11.3.2　粒子的相互作用 337

11.3.3 四种力场的统一物理机制的比对 338

11.3.4　狄拉克“大数假设” 340

附录A 343