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(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