Scattering Amplitudes in Gauge Theory and Gravity pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Cambridge University Press

作者:Henriette Elvang

出品人:

页数:323

译者:

出版时间:2015-3-23

价格:USD 65.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9781107069251

丛书系列:

图书标签:

• 散射理论
• 物理
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• 量子场论
• 规范场论
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• 量子引力
• 弦理论
• 对偶性
• 有效场论

这本书深入探讨了散射振幅在规范理论和引力理论中的关键作用。我们将从最基础的概念出发，逐步构建理解这些复杂现象所需的理论框架。 第一部分：基础概念与数学工具 在开始探讨散射振幅之前，理解其背后的数学语言至关重要。本部分将详细介绍： 量子场论的基本原理： 我们将回顾量子场论的核心概念，包括拉格朗日量、场算符、正则对易关系、传播子以及费曼图。重点将放在如何用场论的语言描述基本粒子之间的相互作用。 规范理论的结构： 规范理论是描述强、弱、电磁相互作用的基础。我们将深入研究杨-米尔斯理论，理解规范群、规范场、协变导数以及规范变换。特别是，我们将详细讲解SU(N)规范群，这是描述量子色动力学（QCD）和电弱理论的关键。 引力理论的几何语言： 广义相对论提供了一种几何化的描述引力的方式。本部分将引入黎曼几何的基本概念，包括度规张量、联络、曲率张量以及爱因斯坦场方程。我们将探讨如何用几何的视角理解时空的弯曲和引力效应。 群论与表示论： 群论是理解规范对称性的核心工具。我们将介绍群的定义、分类、表示以及李代数。这些概念对于理解规范玻色子的性质以及它们如何相互作用至关重要。 张量微积分与微分几何： 散射振幅的计算往往涉及复杂的积分和微商。我们将复习张量微积分的规则，以及在弯曲时空中进行计算所需的微分几何技巧。 第二部分：散射振幅的定义与计算方法 在建立了坚实的理论基础后，我们将转向散射振幅本身。 S矩阵与散射过程： 我们将定义S矩阵，它是描述初态粒子如何散射成末态粒子的概率幅。通过费曼图方法，我们将学习如何计算S矩阵的元素，从而得到散射截面和衰变宽度等可观测量。 费曼图计算的进阶技巧： 除了基本的费曼图规则，我们还将介绍更高级的计算技术，例如： 维度正则化与重整化： 许多费曼图计算会产生发散项。我们将详细讲解维度正则化和重整化群的概念，以及如何处理这些发散以获得物理上有意义的结果。 代数结构与代数几何： 对于复杂散射过程，往往需要更抽象的代数工具来简化计算。我们将探索某些代数结构在散射振幅计算中的应用。 路径积分方法： 除了费曼图的动量空间方法，路径积分提供了另一种计算散射振幅的强大框架。我们将介绍路径积分的基本思想及其在规范理论和引力理论中的应用。 特殊事例的散射振幅： 量子电动力学（QED）： 作为最简单的规范理论，QED是理解散射振幅计算的绝佳起点。我们将计算电子-电子散射、电子-光子散射等过程。 量子色动力学（QCD）： 描述夸克和胶子之间强相互作用的理论。我们将探讨QCD中的渐近自由性，以及如何计算夸克-夸克散射、夸克-胶子散射等过程。 标准模型中的费数理论： 除了强相互作用，我们将简要回顾标准模型中其他相互作用（电弱相互作用）中的散射振幅计算。 第三部分：引力理论中的散射振幅 将散射振幅的框架扩展到引力领域是一项具有挑战性但极具回报的任务。 广义相对论中的微扰计算： 尽管广义相对论是非线性的，但在弱引力场或高能量极限下，可以进行微扰计算。我们将探讨如何将引力场视为微扰，并计算引力子之间的散射振幅。 引力子与度规场： 我们将详细分析度规场在引力中的作用，以及它如何对应于引力子。 引力散射的挑战与机遇： 引力散射比规范场理论的散射更难处理，这主要源于引力的平方相关性以及其非重整化性。我们将讨论这些挑战，并介绍一些应对策略。 与规范理论的联系（例如，双拷贝理论）： 一个令人惊讶的发现是，在某些情况下，引力的散射振幅可以与规范理论的散射振幅之间存在深刻的联系。本部分将初步介绍双拷贝理论等概念，揭示引力与规范理论之间隐藏的几何和代数关系。 黑洞物理中的散射： 黑洞的形成和蒸发过程也可以用散射振幅的语言来描述。我们将探讨黑洞并合、引力波辐射等现象与散射振幅的关系。 第四部分：现代方法与前沿研究 随着理论物理的发展，新的方法和技术不断涌现，极大地推动了散射振幅的研究。 超对称理论中的散射振幅： 超对称理论（SUSY）为研究散射振幅提供了一个更有组织的框架。我们将探讨超对称如何简化计算，并揭示其在解决某些理论难题方面的作用。 多圈计算的新方法： 随着对高精度结果需求的增加，多圈费曼图的计算变得尤为重要。本部分将介绍一些现代化的多圈计算技术，例如： 穿过极点（On-shell recursion relations）： 这是一种强大的递归方法，可以有效地生成任意过程的散射振幅，而无需显式地绘制费曼图。 降维技术（Integration-by-parts reduction）： 一种系统化的方法，用于将复杂的圈图积化为少数组基本积。 极点相因子（On-shell amplitudes）： 专注于计算物理上可观测的极点相因子，避免了不必要的重整化过程。 无量纲化技术与尺度不变性： 在处理高能物理过程时，尺度不变性是一个重要的概念。我们将探讨如何利用无量纲化技术来简化计算，并理解不同能量尺度下的物理行为。 散射振幅在量子引力中的作用： 尽管还没有一个完全成功的量子引力理论，但散射振幅的研究为理解量子引力提供了重要的线索。我们将讨论散射振幅在弦理论、圈量子引力等候选理论中的作用。 与实验的联系： 最终，理论计算必须与实验数据相吻合。我们将简要探讨这些散射振幅计算如何应用于描述粒子加速器实验（如LHC）的结果，以及如何用于分析天体物理观测（如引力波）。 这本书旨在为读者提供一个全面而深入的理解，从基础到前沿，从规范理论到引力理论。通过对散射振幅的研究，我们不仅能够深入理解粒子物理和宇宙学的基本规律，还能探索物理学的终极奥秘。

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这本书的封面设计得相当引人注目，那种深邃的蓝色调配上精致的金色字体，光是看着就让人联想到宇宙深处的奥秘。我拿到书后，首先被它扎实的理论基础所吸引。作者显然在弦论和量子场论的交叉领域下了深厚的功夫，从一开始就建立起了一个严谨的数学框架。阅读过程中，我感觉自己仿佛在跟随一位经验丰富的向导，穿越复杂的计算迷宫。他对于高阶微扰理论的处理尤其令人印象深刻，那些繁复的费曼图和拓扑结构，被他以一种既精确又不失美感的数学语言娓娓道来。对于那些希望深入理解规范场论中散射过程细节的物理学家来说，这本书无疑提供了一个无与伦比的工具箱。它不像许多教科书那样只停留在表面概念的介绍，而是真正深入到问题的核心，展示了现代物理学家是如何思考和解决这些前沿问题的。这本书的深度和广度，足以让初学者感到挑战，但同时也为资深研究者提供了宝贵的参考。

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我发现这本书在讨论一些跨学科的交叉点时，表现出了惊人的洞察力。例如，它如何巧妙地将代数几何的工具引入到散射振幅的计算中，展示了不同数学分支之间惊人的和谐统一。作者在处理规范/引力对偶性（AdS/CFT）时，并没有满足于停留在概念的陈述上，而是深入探讨了其在具体计算中的应用和局限性，这一点非常贴近实际研究的需求。书中的例题和习题设计得非常巧妙，它们并非简单的重复演算，而是引导读者去探索理论的边界条件和潜在的未解问题。读完这些章节后，我对于如何将抽象的数学结构转化为可检验的物理预测，有了更深刻的理解。这本书成功地弥合了理论物理学中一些看似分离的领域，展现了一个更加统一的物理图景。

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从排版和注释来看，这本书的制作水平堪称一流。插图和图表的清晰度极高，对于理解复杂的多腿图和高阶修正至关重要。更难能可贵的是，作者在脚注中引用了大量一手的研究文献，使得读者可以方便地追溯到每一个核心论点的起源，这种对学术严谨性的尊重令人钦佩。这本书的风格是典型的专业学术著作，它不试图取悦大众读者，而是直接面向那些已经在相关领域有所积累的同行。阅读过程中，我多次停下来，查阅了作者引用的其他专著，这使得我的学习过程变成了一个广阔的知识网络探索。总而言之，这本书不仅仅是一本参考书，它更像是一份详尽的研究路线图，为有志于在散射理论和量子引力领域深耕的下一代物理学家提供了无价的指引。

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坦白说，这本书的阅读体验是极具挑战性的，它要求读者具备相当的数学成熟度和物理直觉。我花了相当长的时间来消化其中关于对偶性原理的章节，那里的论证密度之高，简直让人屏息凝神。作者在描述这些前沿概念时，语言精炼到了极致，每一个词语都承载着厚重的物理含义，不容许丝毫的懈怠。然而，正是这种严谨性，使得这本书成为了一份卓越的学术资源。每当攻克一个难点，都会带来巨大的成就感，仿佛自己也参与到了理论构建的前沿探索之中。它不仅仅是一本介绍知识的书，更像是一场智力上的马拉松，需要持续的专注和坚韧不拔的毅力。对于那些甘愿投入时间去深入钻研的读者，这本书的回报是巨大的——它将极大地拓宽你对现代粒子物理和引力理论极限的认知边界。

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这本书的结构安排非常巧妙，它并没有采取传统的线性叙事方式，而是通过一系列紧密关联的主题模块，逐步揭示了理论物理中一些最基本的问题。我特别欣赏作者在引入新概念时所采用的“循序渐进”的教学法，每一个新的数学工具或物理图像，都与前一个章节的讨论有着清晰的逻辑联系。这种构建方式使得读者在面对如圈图计算、共形场论等高难度内容时，不至于感到迷失方向。此外，书中穿插了大量的历史背景和实验观测的联系，这使得理论探讨不再是空中楼阁，而是根植于我们对自然界最深刻的理解之上。对我而言，这本书最大的价值在于它提供了一种看待物理问题的全新视角，它教会我如何利用几何直觉来理解高维空间的动态，如何在抽象的数学结构中捕捉物理的本质。

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早就读完了，但是现在才来评论。黄宇廷这本书可以算得上是散射振幅领域入门的必读之作了，与Plefka的类似，但是在后面加入了更加前沿的内容，诸如Grassmannian和Polytopes等。缺点是讲N=4 Super Yang-Mills那一部分过于简略了，对于没有相关背景的同学来说可能读起来会比较痛苦。总得来说非常推荐，但是只可惜这个领域······

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早就读完了，但是现在才来评论。黄宇廷这本书可以算得上是散射振幅领域入门的必读之作了，与Plefka的类似，但是在后面加入了更加前沿的内容，诸如Grassmannian和Polytopes等。缺点是讲N=4 Super Yang-Mills那一部分过于简略了，对于没有相关背景的同学来说可能读起来会比较痛苦。总得来说非常推荐，但是只可惜这个领域······

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早就读完了，但是现在才来评论。黄宇廷这本书可以算得上是散射振幅领域入门的必读之作了，与Plefka的类似，但是在后面加入了更加前沿的内容，诸如Grassmannian和Polytopes等。缺点是讲N=4 Super Yang-Mills那一部分过于简略了，对于没有相关背景的同学来说可能读起来会比较痛苦。总得来说非常推荐，但是只可惜这个领域······

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真正意义上的现代场论入门，现在很多做振幅的都是从这本起步，可惜Nima他们发展的positive geometry之类的和之后的CHY，ambitwistor string的没有写。