粒子物理导论（第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杜东生，杨茂志 著

图书标签:

• 粒子物理
• 物理学
• 高等教育
• 教材
• 现代物理
• 量子力学
• 相对论
• 费曼图
• 标准模型
• 粒子加速器

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030530271

版次：2

商品编码：12211000

包装：精装

丛书名： 现代物理基础丛书82

开本：32开

出版时间：2017-06-01

用纸：胶版纸

页数：504

正文语种：中文

内容简介

本书着重介绍粒子物理的基础知识， 同时尽可能多地介绍相关领域前沿
的情况和*新成果. 书中从对称性出发， 相继详细介绍强子的夸克模型、电
磁作用和弱作用、弱电统一理论、强作用的规范理论QCD. 其中在弱作用部
分对中性K 介子、中性B 介子和中性D 介子系统的正反粒子混合及CP 不
守恒做了系统介绍， 在弱电统一模型部分还给出了Rξ 规范的费曼规则， 在强
作用部分详细讨论了QCD 的重整化， 对粲偶素、例外态、胶球和混杂态、
格点规范等也做了简要讨论. 书中还介绍了中微子振荡及轻子系统的CP 破
坏. 此外， 对超出标准模以外的各种新模型， 如大统一理论和超对称模型等，
作了简要介绍. *后介绍了与粒子物理有关的宇宙学的基本知识.

宇宙的基石：量子场论与标准模型探秘 一本深入探讨微观世界奥秘的权威著作 本书聚焦于现代粒子物理学的两大核心支柱——量子场论 (Quantum Field Theory, QFT) 和 粒子物理学标准模型 (Standard Model)，旨在为读者提供一个既严谨又富有洞察力的理解框架。本书不涉及任何关于“粒子物理导论（第二版）”的具体内容，而是独立构建一个关于基础理论和前沿探索的叙事。 --- 第一部分：理论的基石——量子场论的构建与精髓 量子场论是描述自然界中所有基本粒子及其相互作用的数学和物理框架，是连接狭义相对论和量子力学的桥梁。本书从最基础的原理出发，系统地阐述了量子场论的数学结构和物理图像。 第一章：从经典场到量子场：概念的飞跃 本章首先回顾经典场论（如电磁场和引力场）的拉格朗日密度描述，强调作用量原理在构建理论中的核心地位。随后，我们将引出“量子化”的概念，解释为何仅仅将经典场视为算符（即“场算符”）才能准确描述粒子的产生和湮灭。重点讨论狄拉克场和玻色场（如Klein-Gordon场）的正则对易关系和对易关系，这是构建粒子图像的数学基础。 第二章：相对论性量子动力学 相对论的引入对量子力学提出了严峻的挑战。本章深入探讨如何确保理论在洛伦兹变换下保持协变性。我们将详细分析 Klein-Gordon 方程 和 狄拉克方程 的物理意义，解释它们如何自然地预言了反粒子的存在（如正电子）。狄拉克海的经典图像虽然在现代语境下有所修正，但其历史意义和对自旋的解释至关重要。 第三章：微扰论与费曼图的艺术 在大多数实际问题中，精确求解量子场论是不可行的。本章的核心是微扰论的应用。我们将详细介绍如何利用时间演化算符和S矩阵（散射矩阵）来计算粒子间的相互作用概率。 重头戏在于 费曼图。费曼图不仅仅是计算工具，更是一种强大的物理语言。我们将系统地分解费曼图的构成元素——顶点、传播子、外部线——并阐释它们分别对应于哪些物理过程（如粒子发射、传播、吸收）。通过实际的例子（如电子-电子库仑散射），展示如何将复杂的振幅计算转化为一套清晰、可操作的代数规则。 第四章：困难与胜利——重整化理论 量子场论在微扰展开中经常遭遇“无穷大”的问题，即紫外（高能）发散。本章专门探讨物理学史上最伟大的成就之一——重整化理论。我们将解释“裸”参数与可观测参数之间的关系，阐述如何通过引入物理截断和有意义的步骤（如维数正则化）来吸收这些无穷大，从而得到与实验精确吻合的有限物理结果。重整化群的概念也将被引入，揭示物理定律如何随着能量尺度的变化而变化。 --- 第二部分：自然界的四种基本力——标准模型的构建 标准模型是迄今为止描述电磁力、弱核力和强核力最成功的理论框架。它将上述的量子场论工具应用于描述夸克和轻子等基本单元。 第五章：规范场论的统一框架 标准模型建立在 规范对称性 的基本原理之上。本章解释了对称性如何“指导”相互作用力的产生。从电磁学的 $U(1)$ 规范对称性（对应于光子）出发，我们将推广到非阿贝尔规范群，重点分析 $SU(2) imes U(1)$ 群的结构，这是描述电磁弱相互作用的基础。规范玻色子（$W^pm, Z^0, gamma$）的引入是本章的关键。 第六章：强相互作用的奥秘——量子色动力学（QCD） 强核力由 量子色动力学 (QCD) 描述，其规范群是 $SU(3)$。本章深入探讨QCD的核心特性： 1. 夸克与色荷： 介绍夸克的三个“颜色”自由度，以及它们如何通过八个胶子进行交换。 2. 渐近自由： 解释QCD的耦合常数是“跑动”的，在高能区相互作用减弱的奇特现象。 3. 夸克禁闭： 阐述在低能区，夸克和胶子如何被束缚在强子（如质子和中子）内部，无法单独观测。 本书将使用群论工具来严格推导胶子的性质及其与夸克的耦合。 第七章：电弱统一与希格斯机制 本章旨在解释电磁力和弱核力如何在早期宇宙的高能状态下统一，以及如何通过 希格斯机制 来赋予基本粒子质量。我们将详细剖析自发对称性破缺的过程，解释为什么光子是无质量的，而 $W$ 和 $Z$ 玻色子却拥有显著质量。本章将详细分析费米子（夸克和轻子）如何通过与希格斯场的耦合获得质量项。 --- 第三部分：标准模型之外的探索与前沿问题 尽管标准模型取得了巨大的成功，但它远非终极理论。本部分审视了标准模型未能解释的关键现象，并概述了当前物理学界正在探索的潜在新物理学方向。 第八章：标准模型的局限性与未解之谜 本章将系统地列举标准模型内部的“不和谐音”： 1. 引力的缺失： 标准模型完全不包含量子引力理论的描述。 2. 中微子的质量： 标准模型最初预言中微子无质量，但中微子振荡实验证明它们具有微小质量，这需要引入新的机制（如跷跷板机制）。 3. 暗物质与暗能量： 标准模型中的粒子无法解释宇宙中约95%的物质和能量成分。 4. 层次结构问题： 为什么希格斯玻色子的质量（及其耦合的标度）与普朗克尺度（引力尺度）之间存在巨大的差异？ 第九章：超越标准模型的物理学展望 针对上述问题，本章将介绍几种主流的“新物理学”候选理论： 1. 超对称性 (Supersymmetry, SUSY)： 探讨每一已知费米子对应一个超对称玻色子，以及如何通过引入新的超对称粒子来解决层次结构问题并提供暗物质候选者。 2. 额外维度理论： 简要介绍如Kaluza-Klein理论和弦理论的基本思想，即可能存在我们尚未观测到的空间维度。 3. 大统一理论 (GUT)： 探讨将强力、弱力、电磁力在极高能量下统一的尝试，以及其可能带来的质子衰变等可观测效应。 本书以对未来实验（如大型强子对撞机（LHC）的未来升级和下一代高能对撞机）的展望作结，强调实验数据如何不断推动和检验我们对宇宙终极构成的理解。 --- 本书的特点： 本书的叙述风格力求严谨的数学推导与清晰的物理直觉相结合。它假定读者具备扎实的经典力学、电磁学和初步的量子力学基础，但会从头开始系统地构建量子场论和规范理论。通过对费曼图和重整化过程的细致阐述，读者将能够掌握分析现代高能物理实验数据的核心工具。本书的目标是培养读者从现象学描述跨越到基本理论架构的深刻理解能力。

评分☆☆☆☆☆

《粒子物理导论（第二版）》这本书，给我最直观的感受就是它的“权威性”与“易读性”的完美结合。作者在处理复杂的物理概念时，总是能找到一个恰当的切入点。例如，在介绍夸克模型时，作者不仅解释了夸克的“味”和“色”，还对为什么我们不能直接观察到单个夸克的原因进行了深入浅出的分析。书中对于宇宙学常数以及早期宇宙中粒子行为的探讨，也让我对宇宙的起源和演化有了更宏观的认识。我特别喜欢书中关于强子谱和弱衰变的章节，它通过对实验数据的分析，揭示了粒子内部的结构以及它们之间相互作用的规律。作者对于一些尚未解决的物理学难题，如质量等级问题，也进行了适度的介绍，让读者能够感受到科学研究的未知与挑战。这本书让我觉得，即使是那些看起来最深奥的物理理论，只要方法得当，也可以被清晰地传达给广大读者。它就像一位经验丰富的向导，带领我穿越粒子物理学的迷宫。

评分☆☆☆☆☆

《粒子物理导论（第二版）》这本书，给我的感觉就像是一次深入宇宙核心的奇妙旅行。从翻开扉页的那一刻起，我就被作者严谨而又充满激情地描绘的微观世界深深吸引。书中对基本粒子的概念，从夸克、轻子到传递力的玻色子，都做了细致入微的讲解。我特别欣赏书中用到的类比和图示，它们帮助我这个非专业人士也能相对直观地理解那些抽象的物理概念。比如，关于量子色动力学（QCD）中夸克禁闭的解释，作者没有直接抛出复杂的数学公式，而是通过生动的比喻，让我仿佛看到了夸克之间的“强力橡皮筋”是如何将它们牢牢束缚在一起的。此外，书中对于标准模型的各个组成部分，以及它们之间相互作用的描述，也十分清晰。每介绍完一个粒子或一种力，作者都会巧妙地将其置于更宏大的粒子物理研究图景中，让我能感受到这些知识点之间的内在联系，而不是孤立的零碎信息。阅读过程中，我时常会因为一个精彩的论述而停下脚步，反复品味。作者的语言风格介于学术和科普之间，既保证了内容的准确性，又使得阅读过程不至于枯燥乏味。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计非常人性化，循序渐进地引导读者进入粒子物理的殿堂。一开始，作者并没有直接深入到复杂的理论细节，而是先建立起对物理学基本思想的认知，例如能量、动量、对称性等在粒子物理中的重要性。这种铺垫非常到位，让我觉得学习起来不会显得突兀。随着章节的深入，各种基本粒子的性质，如质量、电荷、自旋等，被一一剖析。我尤其喜欢作者在讲解希格斯机制的部分，它能够用一种相对通俗易懂的方式解释了为什么粒子会有质量，并且还探讨了其在宇宙演化中的意义。书中对实验观测的介绍也占有相当大的篇幅，这对于理解理论是如何被验证的至关重要。例如，关于正负电子对湮灭产生各种粒子，以及这些实验如何一步步揭示基本粒子的存在和性质，都写得非常详实。我感觉作者在写作时，充分考虑到了读者的背景，力求让每一个知识点都能被理解和吸收。那种“原来如此”的豁然开朗感，在阅读这本书的过程中屡次出现。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，可以说是一次充满智趣的探索之旅。作者在讲解中，非常善于引用一些历史性的实验和发现，这不仅增加了内容的趣味性，也让我们了解了粒子物理学是如何一步步发展至今的。例如，对“盖革-马斯播”实验的描述，以及后来发现中子的故事，都写得生动有趣。书中对量子场论的基本思想，虽然没有深入到数学的严谨推导，但通过概念性的解释，让我对场的概念以及粒子作为场激发有了初步的认识。这种处理方式，对于初学者来说是非常友好的。我对于书中关于中微子性质的讨论尤为印象深刻，它揭示了我们对宇宙基本组成单元的认识还在不断完善中。作者在介绍不同粒子的性质时，会考虑到它们的对称性、守恒律等，这些深层次的原理贯穿全书，让我对物理世界的规律有了更深刻的理解。阅读过程中，我常常会因为作者对某个概念的独到见解而感到启发。

评分☆☆☆☆☆

《粒子物理导论（第二版）》这本书，为我打开了一扇通往宇宙最基本组成部分的大门。作者在阐述基本粒子之间的相互作用时，尤其是在讨论弱相互作用和电磁相互作用时，非常注重逻辑的严谨性。书中对费曼图的引入和解释，更是我学习粒子物理过程中的一大亮点。通过费曼图，我能够以一种图形化的方式理解粒子之间的碰撞、衰变和产生，极大地简化了对复杂过程的认知。作者在介绍标准模型之外的物理学内容时，也相当克制，只在必要的地方提及，使得整体脉络清晰。我特别欣赏作者在结尾部分对未来粒子物理研究方向的展望，例如暗物质、暗能量，以及超对称理论的探讨，这些内容让我对这个领域的前沿有了初步的认识，也激发了我进一步探索的兴趣。书中一些关于宇宙学和粒子物理交叉领域的内容，也让我看到了不同科学分支之间的联系，拓展了我的视野。总的来说，这本书是一本既有深度又不失趣味的入门读物。

评分☆☆☆☆☆

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服务态度很好，嗯

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老板和师兄写的书，一定要支持！

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很好的书，价格贵的离谱，读书人没这么多钱！

评分☆☆☆☆☆

好书，很全面，很详细