现代粒子物理学导论
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作者(巴基)法耶兹丁,(巴基)里亚兹丁 著
出版社北京大学出版社
ISBN9787301251744
出版时间2014-12
版次1
装帧平装
开本16开
纸张胶版纸
页数657页
字数99999千字
定价116元
上书时间2024-05-02
商品详情
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基本信息
书名:现代粒子物理学导论
定价：116元
作者:(巴基)法耶兹丁,(巴基)里亚兹丁 著
出版社：北京大学出版社
出版日期：2014-12-01
ISBN：9787301251744
字数：683000
页码：657
版次：1
装帧：平装
开本：16开
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粒子物理依然是人类探索微观世界的前沿，某种意义上说也是整个现代物理学的基础。《现代粒子物理学导论（第三版）(英文影印版)》是一本内容非常丰富的专著，对于粒子物理的研究者来说是难得的参考书。对于初学者也是很好的教材。
内容提要
《现代粒子物理学导论（第三版）(英文影印版)》涵盖了粒子物理各种方向，包括量子电动力学、夸克模型、标准模型等等。在理论和实验两方面都进行了系统讲解。此外，本书还着重讨论了天体物理、宇宙学和粒子物理学的交叉研究，即天体粒子物理学。 《现代粒子物理学导论（第三版）(英文影印版)》适合粒子物理、核物理、天体物理等领域的研究者和研究生阅读。
目录
Preface vii1. Introduction 1 1.1 Fundamental Forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1.1 The Gravitational Force . . . . . . . . . . . . . . 2 1.1.2 The Weak Nuclear Force . . . . . . . . . . . . . . 2 1.1.3 The Electromagnetic Force . . . . . . . . . . . . . 3 1.1.4 The Strong Nuclear Force . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2 Relative Strength of Four Fundamental Forces . . . . . . 4 1.3 Range of the Three Basic Forces . . . . . . . . . . . . . . 5 1.4 Classi_cation of Matter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.5 Strong Color Charges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.6 Fundamental Role of \Charges" in the Uni_cation of Forces 10 1.7 Strong Quark-Quark Force . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.8 Grand Uni_cation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.9 Units and Notation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.10 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.11 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212. Scattering and Particle Interaction 23 2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.2 Kinematics of a Scattering Process . . . . . . . . . . . . . 26 2.3 Interaction Picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.4 Scattering Matrix (S-Matrix) . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.5 Phase Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.6 Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.6.1 Two-body Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.6.2 Three-body Decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.7 Electromagnetic Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2.8 Weak Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 2.9 Hadronic Cross-section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 2.10 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 2.11 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583. Space-Time Symmetries 59 3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.1.1 Rotation and SO(3) Group . . . . . . . . . . . . . 60 3.1.2 Translation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 3.1.3 Lorentz Group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 3.2 Invariance Principle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.2.1 U Continuous . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.2.2 U is Discrete (e.g. Space Reection) . . . . . . . . 66 3.3 Parity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 3.4 Intrinsic Parity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 3.4.1 Intrinsic Parity of Pion . . . . . . . . . . . . . . . 70 3.5 Parity Constraints on S-Matrix for Hadronic Reactions . . 71 3.5.1 Scattering of Spin 0 Particles on Spin 12 Particles 71 3.5.2 Decay of a Spin 0 Particle into Three SpinlessParticles Each Having Odd Parity . . . . . . . . . 72 3.6 Time Reversal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 3.6.1 Unitarity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 3.6.2 Reciprocity Relation . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 3.7 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 3.7.1 Detailed Balance Principle . . . . . . . . . . . . . 76 3.8 Unitarity Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 3.8.1 Two-Particle Partial Wave Unitarity . . . . . . . . 79 3.9 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 3.10 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 904. Internal Symmetries 91 4.1 Selection Rules and Globally Conserved Quantum Numbers 91 4.2 Isospin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 4.2.1 Electromagnetic Interaction and Isospin . . . . . . 100 4.2.2 Weak Interaction and Isospin . . . . . . . . . . . . 101 4.3 Resonance Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 4.3.1 _-resonance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 4.3.2 Spin of _ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 4.4 Charge Conjugation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 4.5 G-Parity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 4.6 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 4.7 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1175. Unitary Groups and SU(3) 119 5.1 Unitary Groups and SU(3) . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 5.2 Particle Representations in Flavor SU(3) . . . . . . . . . . 124 5.2.1 Mesons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 5.2.2 Baryons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 5.3 U-Spin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 5.4 Irreducible Representations of SU(3) . . . . . . . . . . . . 134 5.4.1 Young's Tableaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 5.5 SU(N) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 5.6 Applications of Flavor SU(3) . . . . . . . . . . . . . . . . 145 5.6.1 SU(3) Invariant BBP Couplings . . . . . . . . . . 145 5.6.2 VPP Coupling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 5.7 Mass Splitting in Flavor SU(3) . . . . . . . . . . . . . . . 148 5.8 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 5.9 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1586. SU(6) and Quark Model 159 6.1 SU(6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 6.1.1 SU(6) Wave Function for Mesons . . . . . . . . . 160 6.2 Magnetic Moments of Baryons . . . . . . . . . . . . . . . 164 6.3 Radiative Decays of Vector Mesons . . . . . . . . . . . . . 170 6.4 Radiative Decays (Complementary Derivation) . . . . . . 176 6.4.1 Mesonic Radiative Decays V = P . . . . . . . 176 6.4.2 Baryonic Radiative Decay . . . . . . . . . . . . . 177 6.5 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 6.6 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1807. Color, Gauge Principle and Quantum Chromodynamics 181 7.1 Evidence for Color . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 7.2 Gauge Principle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 7.2.1 Aharanov and Bohm Experiment . . . . . . . . . 186 7.2.2 Gauge Principle for Relativistic Quantum Mechanics 188 7.3 Non-Abelion Local Gauge Transformations (Yang-Mills) . 190 7.4 Quantum Chromodynamics (QCD) . . . . . . . . . . . . . 194 7.4.1 Conserved Current . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 7.4.2 Experimental Determinations of _s(q2) andAsymptotic Freedom of QCD . . . . . . . . . . . . 199 7.5 Hadron Spectroscopy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 7.5.1 One Gluon Exchange Potential . . . . . . . . . . . 202 7.5.2 Long Range QCD Motivated Potential . . . . . . 205 7.5.3 Spin-Spin Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . 209 7.6 The Mass Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 7.6.1 Meson Mass Relations . . . . . . . . . . . . . . . . 211 7.6.2 Baryon Mass Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . 213 7.7 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 7.8 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2198. Heavy Flavors 221 8.1 Discovery of Charm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 8.1.1 Isospin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 8.1.2 SU(3) Classi_cation . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 8.2 Charm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 8.2.1 Heavy Mesons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 8.2.2 The Fifth Quark Flavor: Bottom Mesons . . . . . 228 8.2.3 The Sixth Quark Flavor: The Top . . . . . . . . . 228 8.3 Strong and Radiative Decays of D_ Mesons . . . . . . . . 229 8.4 Heavy Baryons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 8.5 Quarkonium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 8.6 Leptonic Decay Width of Quarkonium . . . . . . . . . . . 237 8.7 Hadronic Decay Width . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 8.8 Non-Relativistic Treatment of Quarkonium . . . . . . . . 240 8.9 Observations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 8.10 Tetraquark . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 8.11 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 8.12 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2549. Heavy Quark E_ective Theory 255 9.1 E_ective Lagrangian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 9.2 Spin Symmetry of Heavy Quark . . . . . . . . . . . . . . . 259 9.3 Mass Spectroscopy for Hadrons with One Heavy Quark . 264 9.4 The P-wave Heavy Mesons: Mass Spectroscopy . . . . . . 269 9.5 Decays of P-wave Mesons . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 9.6 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 9.7 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27710. Weak Interaction 279 10.1 V ?? A Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 10.1.1 Helicity of the Neutrino . . . . . . . . . . . . . . . 281 10.2 Classi_cation of Weak Processes . . . . . . . . . . . . . . 281 10.2.1 Purely Leptonic Processes . . . . . . . . . . . . . 281 10.2.2 Semileptonic Processes . . . . . . . . . . . . . . . 283 10.2.3 Non-Leptonic Processes . . . . . . . . . . . . . . . 287 10.2.4 _-Decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 10.2.5 Remarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 10.2.6 Semi-Leptonic Processes . . . . . . . . . . . . . . 291 10.3 Baryon Decays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 10.4 Pseudoscalar Meson Decays . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 10.4.1 Pion Decay . . . . . . . . .
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