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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？2γ118

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G128

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 QCD297

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κ313

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/gV327

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+v365

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 PCAC458

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