The Harvey Lectures 2003-2004 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Harvey Society

出品人:

页数:180

译者:

出版时间:2005-6

价格:895.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780471732129

丛书系列:

图书标签:

• 医学
• 讲座
• Harvey Lectures
• 生物化学
• 遗传学
• 免疫学
• 神经科学
• 癌症
• 内分泌学
• 心血管疾病

现代物理学的里程碑：量子场论的深刻洞察 本书汇集了二十世纪下半叶和二十一世纪初，物理学界最前沿、最引人入胜的研究成果。它并非专注于某个单一的、狭隘的领域，而是以广阔的视野，深入探讨了驱动现代宇宙理解的核心理论框架——量子场论（Quantum Field Theory, QFT）的最新进展、挑战与未来方向。 全书的结构围绕着对基本相互作用的统一描述展开，从量子电动力学（QED）的精确检验，到标准模型（Standard Model）的突破性验证，再到对超越标准模型（Beyond the Standard Model, BSM）物理学的探索，构建了一条清晰的知识脉络。 第一部分：量子场论的数学基础与精确性 本部分首先对量子场论的数学结构进行了严谨的回顾与深化。重点在于重整化（Renormalization）群方法的精妙应用及其在处理高能极限时的重要性。不同于教科书式的介绍，这里着重讨论了有效场论（Effective Field Theory, EFT）作为一种通用工具的强大威力，它允许物理学家在特定能量尺度下，对复杂的理论进行有效的、可预测的描述，从而规避了对“万有理论”的过度依赖。 我们深入分析了格子场论（Lattice QCD）在计算强相互作用（QCD）中夸克和胶子的非微扰行为所取得的突破。通过对计算方法的改进，特别是对计算资源的优化，本书展示了如何从第一性原理精确预测强子光谱（如质子和中子的质量）的最新数据。对于计算物理学家而言，本章提供了关于蒙特卡洛模拟技术在处理费米子签（Fermion Sign Problem）时的最新策略和进展。 第二部分：标准模型的胜利与未解之谜 本部分的核心是对粒子物理标准模型（SM）的最新实验验证和理论推断。电弱理论（Electroweak Theory）的精确性测试是重中之重。书中详尽分析了大型强子对撞机（LHC）以来，对希格斯玻色子（Higgs Boson）性质（包括其自耦合常数和与费米子的耦合）的测量结果。这些高精度测量不仅确认了标准模型的完整性，也开始揭示其潜在的裂缝。 特别值得一提的是对中微子物理学（Neutrino Physics）的深入探讨。尽管标准模型将中微子视为无质量粒子，但实验已确凿证明它们存在中微子振荡（Neutrino Oscillation）现象，这暗示了中微子具有质量，并要求对标准模型进行修正。本章梳理了最新的加速器和探测器实验结果，探讨了无菌中微子（Sterile Neutrino）存在的可能性，以及如何通过大质量中微子（Majorana Mass）机制解释宇宙中物质-反物质不对称性（Baryon Asymmetry）的起源。 第三部分：超越标准模型的探索前沿 在标准模型取得巨大成功的背景下，本书的后半部分转向了那些迫使物理学家寻求更深层理论的重大难题。 暗物质（Dark Matter）的本质是当前天体物理学和粒子物理学的焦点。书中全面回顾了对弱相互作用重粒子（WIMPs）、轴子（Axions）以及更轻暗物质候选者的搜寻进展。重点讨论了直接探测、间接探测以及对生产截面的理论预测如何相互制约。不同于已知的标准模型粒子，暗物质的场论描述仍然是开放性问题，本书展示了基于超对称理论（Supersymmetry, SUSY）以及额外维度模型中暗物质场的可能性质。 引力的量子化——即量子引力理论——的进展虽然缓慢，但其概念性突破对理解早期宇宙至关重要。本部分介绍了圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）和弦理论（String Theory）在处理量子场论与广义相对论的结合问题上的最新进展。我们探讨了弦理论中的 AdS/CFT 对偶性，如何提供了一种理解强耦合场论（如QCD的某些极限）的非微扰工具，以及它对黑洞信息悖论的潜在启示。 第四部分：凝聚态物理与量子场论的交汇 本书的创新之处在于，它不再将粒子物理学与凝聚态物理学视为两个独立的研究领域，而是强调了它们在量子场论这一共同数学框架下的深刻统一性。 拓扑相（Topological Phases）的兴起是近年来凝聚态物理的重大事件。书中阐述了如何利用量子场论的语言（特别是Chern-Simons理论）来描述分数量子霍尔效应（Fractional Quantum Hall Effect）以及拓扑绝缘体（Topological Insulators）。这些系统中的准粒子（如分形电荷或任意子）的行为，其数学结构与高能物理中提出的非阿贝尔（Non-Abelian）规范场论有着惊人的相似性。 此外，本书探讨了超导机制的场论描述，特别是高温超导中的“奇异金属”相，这被认为可能与某种未知的量子临界点有关联，其背后的物理机制与高能物理中的强相互作用问题有异曲同工之妙。 结论：未来的研究方向 本书最终对未来十到二十年的研究方向进行了展望。这包括对夸克-胶子等离子体（Quark-Gluon Plasma）状态下场论行为的更精确模拟，对宇宙暴胀（Inflation）模型中量子涨落的精确计算，以及探索如何利用引力波探测器（如LIGO/Virgo/KAGRA）的极端引力场数据，间接检验高能量子场论的预测。 总而言之，本书为物理学研究人员提供了一个全面、前沿且高度跨学科的平台，用于理解从最微小的基本粒子到最大尺度的宇宙结构，都由同一个数学语言——量子场论——所支配的深刻物理图像。它不仅仅是对已知知识的总结，更是对未来理论突破的催化剂。

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