粒子物理学 上PDF电子书下载

(上册) 1

绪论 1

第一章 粒子物理学概论 5

1.1 粒子物理学的研究内容 5

1.1.1 粒子物理学的历史发展 5

1.1.2 高能物理 9

1.1.3 粒子理论 11

1.2.1 宇宙线 13

1.2 高能物理实验手段 13

1.2.2 高能加速器 14

1.2.3 束流输运和束流分离 31

1.2.4 高能粒子探测技术 41

1.3 粒子的基本性质和分类 56

1.3.1 相互作用及其传递者 56

1.3.2 描写粒子基本性质的一些参量 60

1.3.3 粒子表 77

习题 78

参考文献 79

第二章 高速粒子运动学 81

2.1.1 空间-时间四维矢量洛伦兹变换 83

2.1 洛伦兹变换 83

2.1.2 动量-能量四维矢量洛伦兹变换 88

2.1.3 洛伦兹变换的快度描写 91

2.2 实验室坐标系和质心坐标系 94

2.2.1 质心坐标系和反应有效能量 94

2.2.2 反应Q值和阈能 100

2.2.3 一些物理量在实验室系和质心系之间的变换关系 102

2.3.1 不变相空间积分 108

2.3 相空间 108

2.3.2 不变质量谱 111

2.4 几类典型的运动学问题 115

2.4.1 2-2反应中的s、t、u不变量 115

2.4.2 二体衰变运动学 122

2.4.3 三体衰变运动学，达里兹图 124

习题 128

参考文献 129

3.1.1 电子和μ子 130

第三章 轻子 130

3.1 轻子的基本性质 130

3.1.2 两类中微子 133

3.1.3 重轻子τ的发现和τ子中微子 137

3.1.4 电子和μ子的反常磁矩 140

3.1.5 中微子的螺旋性 145

3.1.6 轻子数和轻子数守恒定律 147

3.2 正反粒子 148

3.2.1 反粒子的理论预言 149

3.2.2 正电子的发现 153

3.2.3 其他反粒子 154

习题 156

参考文献 157

第四章 强子 158

4.1 核子和反核子 159

4.1.1 反核子的发现 159

4.1.2 重子数 161

4.1.3 核子的反常磁矩 161

4.2.1 τ介子的理论预言 163

4.2 τ介子 163

4.2.2 τ介子的性质 166

4.3 同位旋 172

4.3.1 核力的电荷对称性和电荷无关性 172

4.3.2 同位旋的基本概念 173

4.3.3 两个核子体系的同位旋 175

4.3.4 强作用的电荷无关性和同位旋守恒定律 178

4.3.5 核子同位旋算符及波函数的矩阵表示 179

4.3.6 τ介子的同位旋 181

4.3.7 τN系统的同位旋 183

4.4 奇异粒子——K介子与超子 188

4.4.1 “V粒子”——奇异粒子的发现 188

4.4.2 奇异量子数(S)和超荷量子数(Y) 193

4.4.3 奇异粒子的同位旋和盖尔曼-西岛关系式 195

4.4.4 奇异粒子的自旋 198

4.4.5 奇异粒子的宇称 203

4.5.1 弹性散射的分波分析 206

4.5 共振态 206

4.5.2 共振态的产生和描写 209

4.5.3 重子共振态 213

4.5.4 介子共振态 224

习题 233

参考文献 234

第五章 对称性 236

5.1 对称性和守恒定律 237

5.1.1 经典力学中的对称性 238

5.1.2 量子力学中的对称性 241

5.1.3 对称性和群 244

5.2 连续时空对称性 249

5.2.1 空间平移不变性和动量守恒定律 249

5.2.2 空间转动不变性和角动量守恒定律 251

5.2.3 时间平移不变性和能量守恒定律 253

5.3 不连续时空对称性 254

5.3.1 空间反射和宇称守恒 254

5.3.2 时间反演不变性 255

5.4.1 电荷共轭变换和C宇称守恒及CPT定理 261

5.4 内部对称性 261

5.4.2 G变换和G宇称守恒 267

5.5 么正群 272

5.5.1 U(1)规范不变性 273

5.5.2 SU(2)群和同位旋 274

5.5.3 SU(3)和SU(4)群 281

习题 289

参考文献 290

第六章 强子结构 291

6.1 强子分类 291

6.1.1 费米-杨振宁模型 292

6.1.2 盖尔曼-西岛分类系统 293

6.1.3 坂田模型 295

6.1.4 强子的超多重态 298

6.1.5 强子的么正对称性，V旋、U旋 305

6.2 层子模型 308

6.2.1 u，d，s，三层子 309

6.2.2 介子的层子构成 311

6.2.3 重子的层子构成 313

6.2.4 强子的质量公式 317

6.2.5 矢量介子的轻子衰变 322

6.2.6 τ介子打击同位旋标量靶的坠尔-颜过程 324

6.2.7 层子模型对作用截面的解释 325

6.2.8 SU(6)对称性和核子磁矩 325

6.3 J/ψ粒子的发现和Su(4)对称性 328

6.3.1 J/ψ粒子的发现 328

6.3.3 祭层子的引人 335

6.3.2 J/ψ粒子谱 335

6.3.4 粲介子和粲重子 338

6.4 层子和轻子 344

6.4.1 层子的味道 344

6.4.2 层子的颜色 348

6.4.3 层子和轻子的对称性 352

6.4.4 自由层子的寻找 353

6.4.5 亚层子模型 356

6.5.1 雷吉轨迹 358

6.5 雷吉理论 358

6.5.2 雷吉轨迹的弦模型 362

习题 364

参考文献 365

(一)附录 366

Ⅰ.克列布希-高登系数及附表 366

Ⅱ.狄拉克方程 379

Ⅲ.极化束流(自旋为1/2)的描述 386

Ⅳ.群论简介 390

Ⅰ.物理常数表 405

(二)附表 405

Ⅱ.质心系能量、动量和束流动量关系表 407

Ⅲ.球谐函数 414

(三)附图 415

(四)粒子性质表 428

Ⅰ.稳定粒子表 428

Ⅱ.介子表 451

Ⅲ.重子表 472