宇宙线和粒子物理PDF电子书下载

第1章 宇宙线 1

1.1什么是宇宙线？ 1

1.2本书的目标 1

1.3宇宙线实验的种类 2

1.4成分 5

1.5能谱 7

1.6宇宙线能量密度 9

第2章 粒子物理 11

2.1一个有用的例子：β衰变 11

2.2基本粒子间作用力的统一 13

2.3点状夸克的动力学证据 15

2.4强相互作用唯象学 17

第3章 级联方程 22

3.1核子输运方程 22

3.2边界条件 24

3.2.1基本解 24

3.2.2 A近似 25

3.3中子和质子通量 26

3.4耦合级联方程 27

3.5大气 28

3.6介子通量 29

第4章 强子和光子 32

4.1介子衰变 32

4.2强子和光子通量 35

4.3乳胶室 38

4.3.1直接测量 38

4.3.2大型乳胶室 40

第5章 加速器数据 43

5.1强子作用截面 44

5.2核作用截面 46

5.3单举截面 49

5.4迷你喷注模型 53

5.5谱加权矩 54

5.6非弹性度 56

第6章 μ子 58

6.1大气μ子 58

6.2原初宇宙线能量 60

6.3 μ子电荷比 62

6.4 μ子在物质中的穿越 63

6.5地下μ子 65

6.5.1深度-强度关系 65

6.5.2地下μ子能谱 66

6.5.3瞬发μ子 68

第7章 中微子 72

7.1通量 73

7.1.1 π/K产生的中微子 74

7.1.2 μt子产生的中微子 75

7.1.3π？μ？v过程产生的中微子 78

7.2大气中微子 80

7.2.1通量 80

7.2.2内含事例 82

7.2.3中微子比例和振荡 84

第8章 中微子产生的μ子 89

8.1事例率计算 90

8.2大气中微子产生的μ子 94

8.3天体物理中微子 95

第9章 传播 97

9.1传播方程 97

9.2银河系 99

9.3传播模型 101

9.3.1漏箱模型 101

9.3.2嵌套漏箱模型 103

9.3.3封闭银河系模型 103

9.3.4扩散模型 104

第10章 伽马射线和反质子 107

10.1概述 107

10.1.1源函数 108

10.1.2运动学 109

10.2弥散伽马射线和中微子 112

10.2.1轫致辐射 113

10.2.2核相互作用 113

10.2.3观测结果 115

10.3反质子 117

10.3.1次级反质子和观测结果 117

10.3.2增强p通量的模型 119

第11章 加速 123

11.1功率 124

11.2激波加速 125

11.2.1费米机制 125

11.2.2一阶和二阶费米加速 126

11.2.3磁场几何 130

11.3超新星冲击波 131

11.3.1最大能量 131

11.3.2电子的最大能量 133

11.3.3组分和谱形 134

第12章 加速至100 TeV以上 135

12.1弥散源 135

12.2点源 136

12.3加速大于100 TeV粒子所需的功率 137

12.4年轻超新星遗迹 138

12.5双星系统作为宇宙线加速源 141

12.5.1吸积流中的激波 143

12.5.2盘发电机 144

12.5.3脉冲星风激波 145

12.5.4湍动重联 145

12.5.5武仙座X-1和天鹅座X-3 147

第13章 天体物理束流收集器 148

13.1数据的本质 148

13.1.1 X射线双星 149

13.1.2非常年轻的超新星 149

13.2束流收集器的可能构造 151

13.3源光度 152

13.4中微子的产生和吸收 154

13.5v与γ之比 156

13.6高能中微子天文学 158

13.7中子天文学 160

第14章 大气簇射 162

14.1粒子组成 162

14.2实验类别 163

14.2.1大气切伦科夫实验 163

14.2.2经典大气簇射实验 165

14.2.3点源信噪比 166

14.2.4蝇眼实验 167

14.3级联的基本特征 168

14.3.1解的一般形式 168

14.3.2玩具模型 169

14.4原初原子核 170

14.5符合多重高能μ子 172

14.5.1高能μ子的数量 173

14.5.2地下μ子束 174

14.5.3成分测量的灵敏度 175

第15章 电磁级联 178

15.1对产生和轫致辐射 178

15.2级联方程 180

15.2.1幂律解 181

15.2.2电磁大气簇射 182

15.2.3总粒子数近似估计 187

15.3涨落 187

15.4横向扩展 188

第16章 宇宙线簇射 190

16.1大气簇射中的μ子 190

16.1.1 1 GeV以上总Nu 192

16.1.2 μt子横向分布 194

16.2 Ne和E0的关系 195

16.2.1带电粒子的横向分布 195

16.2.2固定强度截取方法 198

16.2.3簇射极大处的大小和E0的关系 199

16.3 1015—1018eV原初能谱 201

16.4 1015—1018eV的原初成分 202

16.5电磁级联中的μ子 204

16.5.1常规预期 204

16.5.2增加μ子含量 206

第17章 模拟技术 208

17.1蒙特卡罗簇射 208

17.1.1级联算法UNICAS 208

17.1.2核碎裂 209

17.1.3强子相互作用的分割算法 210

17.2大气簇射阵列的接收度 213

17.3大气簇射能段的截面 217

参考文献 219

索引 231

部分短语汉英对照表 233