粒子物理和场论PDF电子书下载

第一部分 场论 4

第一章 有限自由度系统的力学 4

1.1 经典力学 4

1.2 量子化 4

1.3 若干一般定理 8

第二章 零自旋场 12

2.1 一般讨论 12

2.2 傅里叶展开(自由场或相互作用场) 14

2.3 希耳伯空间(自由场或相互作用场) 16

第三章 自旋为？的场 19

3.1 数学准备 19

3.2 自由场 20

3.3 量子化(自由场或相互作用场) 21

3.4 傅里叶展开(自由场或相互作用场) 22

3.5 希耳伯空间(自由场或相互作用场) 24

3.6 动量和角动量算符 26

3.7 旋量间相因子的约定 28

3.8 二分量理论 30

4.1 自由场 34

第四章 自旋为1的场(m≠0) 34

4.2 相互作用场 36

第五章 费曼图 38

5.1 海森堡表象、薛定格表象和相互作用表象 38

1.海森堡表象 38

2.薛定格表象 38

3.相互作用表象 38

5.2 S矩阵 40

5.3 编时乘积、正规乘积和收缩 43

5.4 微扰级数 46

5.5 维克定理 47

5.6 应用 49

5.7 1+2→1′+2′+…+n′的微分截面 53

第六章 量子电动力学 60

6.1 拉格朗日量 60

6.2 库仑规范 60

6.3 量子化 62

6.4 光子的传播子和相对论不变性 63

6.5 说明 65

第七章 孤立子 68

7.1 早期历史 68

7.2 定义、分类和若干一般说明 71

7.3 一维空间例 73

1.拓扑孤立子 73

2.非拓扑孤立子 75

7.4 德雷克(Derrick)定理 79

7.5 孤立子与平面波的关系 80

1.一维空间 81

2.二维空间 82

3.三维空间 83

1.拉氏量、哈密顿量和对易关系 85

7.6 量子化 85

2.集体坐标 87

3.微扰展开 89

第二部分 粒子物理 95

A.数量级估计 95

第八章 数量级估计 95

8.1 氢原子半径 95

8.2 强子大小 96

8.3 高能pp、πp和Kp总截面 96

8.4 e++e-→μ++μ- 97

8.6 康普顿散射 98

8.5 v+N→… 98

8.7 质量奇异性和高能行为 99

8.8 高能光子产生e+e-对 101

B.对称性 103

第九章 一般讨论 103

9.1 不可观测量、对称变换和守恒定律 103

9.2 不对称性和观测量 104

第十章 U1对称性和P、C不变性 109

10.1 QED例 109

1.法雷定理 114

10.2 应用 114

2.电子偶素 115

3.零自旋粒子→2γ的衰变 116

4.自旋为1的粒子？2γ 118

10.3 一般讨论 119

10.4 重子数和轻子数 119

第十一章 同位旋和G宇称 123

11.1 同位旋 123

1.U2对称性 123

2.同位旋变换 124

1.核子-反核子系统 127

11.2 G宇称 127

2.量子数G 128

11.3 对介子和重子的应用 130

1.π介子 130

2.矢量介子 131

3.Λ和K介子 133

4.介子和重子八重态 134

11.4 同位旋破坏 135

1.电磁相互作用 135

2.弱相互作用 137

12.1 数学准备 142

第十二章 SU3对称性 142

1.张量 143

2.表示 144

3.⑧×⑧的分解 145

4.进一步的一些性质 145

5.其它群一览 148

12.2 强子态及其味和色的对称性 150

1.赝标八重态 150

2.1/2自旋重子八重态和3/2自旋重子十重态 151

12.3 质量公式 154

2.八重态质量公式 155

1.Hasym和假粒子表述形式 155

3.十重态质量公式 157

第十三章 时间反演 160

13.1 薛定格表象中的时间反演 160

13.2 对微观系统建立时间反演量子解的不可能性 161

13.3 T算符的一些性质 163

1.以QED为例 163

2.时间反演与角动量 167

1.海森堡表象 170

13.4 不同表象中的时间反演 170

2.相互作用表象 171

13.5 S矩阵的T不变性 172

13.6 倒易性 173

1.倒易关系 173

2.二体反应 174

3.π介子的自旋 175

4.说明 175

13.7 相角关系 175

1.β衰变 175

2.Λ0衰变 176

第十四章 CPT不变性 180

14.1 CPT定理 180

14.2 应用 184

1.粒子和反粒子的质量相等 184

2.粒子与反粒子之间相反的电磁性质 185

3.粒子和反粒子的寿命相等 185

第十五章 K—？系统 188

15.1 达立兹(Dalitz)图 188

1.相空间 189

2.边界 190

3.自旋的确定 191

15.2 历史 192

15.3 中性K介子复态的一般讨论 195

1.质量和衰变矩阵 195

2.本征值 197

3.K？和K？ 199

15.4 相干现象 201

15.5 T破坏 202

1.态矢 203

15.6 在CPT不变的假定下作的分析 203

2.K？或K？→π？+l±+vl或？ 205

15.7 参数ε和ε′ 207

15.8 CP不守恒相互作用的唯象分析 209

1.毫弱作用 209

2.超弱作用 210

第十六章 真空作为不对称之源 212

16.1 什么是真空？ 212

16.2 逸失对称 212

16.3 真空激发 213

16.4 CP不守恒和自发对称破缺 214

C.相互作用 220

第十七章 夸克囚禁 220

17.1 问题 220

17.2 色电介常数 221

17.3 经典电磁学上一个假想的问题 223

17.4 一个唯象的说明 225

1.QCD真空作为一种完全的抗色电介质 225

2.与超导的类似 227

3.说明 227

18.1 非阿贝尔规范场理论 228

第十八章 量子色动力学和规范理论 228

18.2 一个例子 232

1.一个简单的力学模型 233

2.ξ=0规范 234

3.x2=0规范 234

18.3 量子化：V=0规范 235

18.4 库仑规范 239

1.坐标变换 239

2.刚体转动 240

3.SU2规范场(经典) 243

4.量子哈密顿量 249

18.5 真空的抗色电(反屏蔽)性质 250

1.SU2规范理论 250

2.微扰计算 251

18.6 渐近自由 257

第十九章 路径积分 262

19.1 笛卡儿坐标 262

1.一维问题 262

2.从哈密顿算符到路径积分 263

3.N维问题 266

19.2 韦尔(Weyl)编序的哈密顿量 267

1.从路径积分到哈密顿算符 268

2.韦尔编序 269

19.3 曲线坐标 271

1.哈密顿算符 271

2.路径积分公式 273

3.一个例子 276

19.4 费曼图 278

1.收缩 278

2.连接图和不连接图 281

3.有相互作用的自旋为0的场 284

19.5 费米子 287

1.格拉斯曼代数 287

2.量子力学 291

3.路径积分 295

19.6 QCD 297

1.协变规范 298

2.协变规范的费曼规则 302

3.库仑规范 304

第二十章 强子的夸克模型 312

20.1 唯象的表述 312

1.色电介常数κ 313

2.能量密度函数U(σ) 314

3.f耦合 314

20.2 强子作为孤立子(袋) 315

20.3 近似的SU6对称 317

1.质量简并 317

2.态矢 319

20.4 零级孤立子解 320

1.基本方程 320

2.孤立子 323

3.MIT袋 324

4.SLAC袋 325

20.5 对核子的应用 326

1.电荷半径 326

2.磁矩 326

3.gA/gV 327

20.6 一级修正 328

1.胶子交换和质量公式 328

2.夸克质量 331

20.7 重夸克的强子 334

1.唯象的拉氏量 338

第二十一章 弱相互作用 338

21.1 纯轻子的相互作用 338

2.μ粒子衰变 339

3.中性轻子流 341

21.2 半轻子相互作用的唯象拉格朗日量 343

21.3 πl2和Kl2衰变 344

1.π衰变 344

1.电荷对称 346

2.第一类流和第二类流 346

21.4 经典(原子核)β衰变 346

2.K衰变 346

3.CVC和同位旋三重态流的假定 347

4.实验验证 349

5.β衰变中的费米常数 351

21.5 卡比坡理论(包括GIM修正) 352

1.原子核β衰变 353

2.πl2和Kl2衰变 353

3.奇异数不守恒流 353

4.重子八重态的β衰变 354

1.运动学 356

21.6 高能中微子反应 356

5.D介子的轻子衰变 356

2.结构函数 358

21.7 半轻子中性流相互作用 360

1.△S=0规则 360

2.高能中微子反应 362

3.极化电子散射 362

4.原子过程的宇称破坏 363

21.9 中间玻色子(历史部分) 364

1.中间玻色子假设 364

21.8 无轻子相互作用 364

2.费米理论的局限性 365

3.μ？e+v 365

4.中间玻色子的发现 365

21.10 小林-益川(Kobayashi—Maskawa)模型 366

1.夸克与轻子代 366

2.强子流 366

3.U矩阵 367

4.实验的测定 368

1.一个例子 374

22.1 南部-戈德斯通(Nambu—Goldstone)和希格斯(Higgs)机制 374

第二十二章 弱和电磁规范理论 374

2.g=0的极限 375

3.希格斯机制(g≠0) 378

4.么正规范 379

22.2 标准模型 381

1.规范群 381

2.拉格朗日密度 383

3.对称性自发破缺 384

4.轻子与规范场的耦合 386

5.二阶过程 387

22.3 推广到强子 389

1.GIM机制 390

2.拉格朗日密度 392

3.夸克和规范场耦合 394

4.二阶过程 395

第二十三章 夸克-部分子模型及高能过程 398

23.1 无标度近似 398

23.2 夸克-部分子模型 400

1.部分子图像 400

23.3 深度非弹性e-核子散射 402

2.夸克分布函数 402

23.4 高能中微子反应 404

1.中微子-夸克截面 404

2.中微子-核子截面 406

3.实验结果 409

23.5 KLN定理 410

1.一阶微扰 411

2.一般情形 413

1.红外发散 416

23.6 应用于量子电动力学 416

2.质量奇异性和喷注 418

3.μ衰变的辐射修正 420

23.7 量子色动力学(QCD)中的喷注 421

1.2喷注截面 421

2.3喷注事例 424

3.达立兹图 426

4.3喷注截面 427

5.喷注间的关联 430

24.1 流代数 433

1.素朴对易子 433

第二十四章 手征对称性 433

2.Goto—Imamura—Schwinger修正 435

24.2 CVC(矢量流守恒)和CAC(轴矢量流守恒) 439

24.3 戈德斯通(Goldstone)定理 440

24.4 Goldberg-Treiman关系 443

1.π衰变振幅 444

2.核子的β衰变 446

3.推广 449

24.5 低能π-N散射 451

1.矩阵元 451

2.化简 453

3.S波散射长度 454

24.6 PCAC 458

1.手征对称性破缺 458

2.夸克质量与赝标粒子质量之间的关系 459

第二十五章 展望 463

1.轻子和夸克的大小 463

2.真空工程的可能性 463

3.个人实验室中的黑洞 463

附录 466

索引 493