《粒子物理与核物理讲座》求取 ⇩

第一篇粒子物理学1

引言1

0.1 探索物质微观结构的前沿学科1

0.2 探索物质微观结构前沿学科发展的特点2

第一章 粒子的运动和动力性质4

1.1 粒子世界的尺度特征4

1.什么是粒子4

2.粒子运动的特点5

3.自然单位制6

1.2 粒子的运动性质8

1.粒子的质量8

2.粒子的寿命10

4.粒子的自旋17

3.粒子的电荷17

5.粒子的磁矩19

1.3 粒子的运动学描写21

1.粒子的能量和动量21

2.粒子的快度和赝快度23

3.实验室系和质心系25

4.n个粒子反应的Lorentz不变量27

5.n体末态相空间28

6.不稳定粒子的传播函数30

1.4 相互作用32

1.场论小场和粒子的基本图像32

2.场论中相互作用的基本图像33

3.四种相互作用34

1.已发现粒子的分类37

1.5 粒子的分类37

2.稳定粒子和共振态38

3.轻子-夸克层次粒子的分类40

第二章 对称性和守恒定律42

2.1 对称和对称性42

1.对称和破缺42

2.变换和对称的分类43

2.2 守恒量的一般性质45

1.有没有经典对应45

2.相加性守恒量和相乘性守恒量45

3.严格守恒和近似守恒46

2.3 N?ther定理46

1.经典物理中的N?ther定理46

2.量子力学中的N?ther定理49

3.群的不变性和守恒定律的讨论51

4.分立对称性和复合对称性52

2.4 同位旋54

1.同位旋的引入54

2.同位旋守恒57

3.同位旋的破坏59

2.5 奇异数和重子数60

1.奇异粒子的奇异性质60

2.奇异数的引入61

3.重子数62

4.Gell-Mann-西岛关系63

5.U粒子65

1.粒子与反粒子66

2.6 正反粒子变换66

2.C变换及其基本性质69

3.纯中性态和C宇称70

4.正反粒子组成系统的C宇称70

5.C变换不变和C宇称守恒71

2.7 G变换72

1.G变换和G宇称72

2.普通介子的G宇称和G变换的性质73

3.G宇称守恒74

2.8 P变换76

1.空间反射变换76

2.轨道宇称和内禀宇称76

3.相对宇称和绝对宇称77

4.宇称守恒和宇称不守恒79

2.9 CP变换80

1.CPT定理80

2.弱相互作用的CP不变性81

3.CP破坏现象82

4.CP破坏的可能来源83

2.10 全同粒子交换变换85

1.全同粒子交换变换的绝对守恒性85

2.全同粒子组成系统的选择规则87

3.广义全同粒子组成系统的选择规则87

4.电荷共轭交换变换89

2.11 中性K介子的对称性89

1.KO介子的弱相互作用行为89

2.KS介子和KL介子90

3.KO介子再生91

4.KO介子衰变中的CP不守恒93

5.KL和KS的质量差93

2.12 正反粒子组成系统的对称性95

1.正反费米子组成的系统95

2.正反玻色子组成的系统96

3.奇特态棚绝对奇特态98

4.胶球的对称性99

2.13 对称性的定性分析100

1.守恒定律的回顾100

2.离心位垒101

3.等效耦合常数分析101

5.η粒子102

4.Jpc＝偶++和奇--粒子的衰变102

6.φ粒子103

7.?和E粒子104

第三章 强子的对称性和强子结构106

3.1 更高对称性的探寻106

1.同位旋和奇异数106

2.几种可能的更高的对称性107

3.SU(3)对称性的确立109

3.2 SU(3)群的不可约表示109

1.SU(3)群的生成元109

2.SU(3)群不可约表示的描写110

3.不可约表示的Casimir算符111

4.不可约表示中所包含的态112

5.不可约表示的直乘和分解112

1.坂田模型115

3.3 SU(3)理论的发展115

2.八正法116

3.Ω-粒子的性质和实验上的探寻117

4.夸克模型119

5.自旋统计关系和色空间121

3.4 味对称性的破缺122

1.对称性破缺带来的变化122

2.Gell-Mann-大久保质量分裂公式122

3.介子的1＋8表示混合124

4.衰变过程的对称性破缺127

3.5 强作用动力学129

1.色相互作用和胶子129

2.渐近自由130

3.强子结构的动力图像131

4.色禁闭133

3.6 介子和重子134

1.介子和重子的自旋宇称分布134

2.ZWeig规则136

3.重子磁矩139

4.重子的电磁质量差140

5.重夸克和重夸克偶素143

6.粲粒子和底粒子146

3.7 胶球，混杂子和重子偶素147

第四章 电弱统一理论149

4.1 弱相互作用现象149

1.弱衰变过程的特点149

2.宇称不守恒问题150

4.2 普适费米弱相互作用理论151

4.3 中间玻色子理论和电弱统一的可能性153

4.4 电弱统一理论156

1.电弱统一理论中包含的粒子157

2.粒子之间的相互作用机理158

3.对称性的自发破缺159

4.电磁相互作用与弱相互作用的分离167

5.W±粒子和Z0粒子169

6.Higgs粒子H0171

7.费米子的代和代的混合172

8.中微子质量和中微子振荡176

4.5 电弱统一理论基础上的进一步探索179

1.大统一理论179

2.更高电弱对称性的探寻182

第五章 超高能物理185

5.1 W粒子和Z粒子185

1.W粒子和Z粒子的宽度给出的信息185

2.W粒子的磁矩190

3.第二个W粒子和第二个Z粒子191

5.2 Higgs粒子192

1.中性Higgs粒子192

2.多个Higgs粒子的可能性195

3.Higgs粒子的分布197

4.重Higgs粒子的衰变行为199

5.3 顶夸克和第4代费米子200

第六章 高能多粒子产生现象203

6.1 多粒子产生现象的实验特征203

6.2 多重数分布208

1.单举谱和双举谱213

2.快度关联213

6.3 关联和集团效应213

3.集团效应214

第七章 相对论性重离子碰撞216

7.1 相对论性重离子碰撞的实验特点216

7.2 相和相变217

1.强子物质态和夸克胶子等离子体217

2.实现相变的途径218

3.手征对称性恢复相220

7.3 相变的几个实验表现220

第一章 绪论225

1.1 历史的简单回顾225

第二篇原子植物理学225

1.2 原子核的不稳定性232

第二章 原子核的粗块性质239

2.1 原子核的大小239

2.2 原子核结合能244

2.3 原子核裂变252

2.4 巨共振253

第三章 核力的特征265

3.1 核力的电荷无关性与同位旋概念266

3.2 氘核，张量力，对称性对核力形式的限制269

3.3 同位旋相似态与同位旋多重态272

第四章 原子核中的单粒子运动与壳结构281

4.1 原子与原子核中的幻数281

4.2 Mayer-Jensen的强自旋轨道耦合壳模型290

4.3 变形势中的单粒子能级与壳结构299

4.4 对原子核壳模型的反思305

第五章 原子核的形变与集体运动310

5.1 原子核的形变，电四极矩310

5.2 原子核的转动与转动惯量315

5.3 转动谱公式的进一步研究321

5.4 原子核的振动333

5.5 原子核集体运动理论的其它进展——相互作用玻色子模型，生成坐标方法342

第六章 原子核的对关联与超导性347

6.1 原子核性质的奇偶差347

6.2 核子的配对关联和对相互作用354

6.3 准粒子激发谱358

6.4 转动惯量，准粒子相互作用与堵塞效应364

7.1 高自旋态的实验制备369

第七章 原子核高自旋态369

7.2 回弯现象及其物理机制373

7.3 带交叉频率与带相互作用强度382

7.4 高自旋态研究中的其它一些问题386

1.顺排角动量387

2.对关联相变389

3.三轴变形392

第八章 超变形核态397

8.1 超变形稳定核态存在的微观机制397

8.2 高自旋超变形核态400

8.3 原子核电荷半径＜r2＞随同位素的变化405

附录1 基本物理常数表414

附录2 稳定粒子性质表417

附录3 共振态性质表426