The QCD Vacuum, Hadrons and Superdense Matter

The QCD Vacuum, Hadrons and Superdense Matter pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Shuryak, Edward V.
出品人:
页数:618
译者:
出版时间:
价格:$ 110.74
装帧:
isbn号码:9789812385741
丛书系列:
图书标签:
  • 量子色动力学7
  • QCD
  • 量子色动力学
  • 强相互作用
  • 真空
  • 强子
  • 超致密物质
  • 核物理
  • 粒子物理
  • 夸克胶子等离子体
  • 相对论重离子碰撞
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具体描述

This invaluable book is an extensive set of lecture notes on various aspects of non-perturbative quantum chromodynamics--the fundamental theory of strong interaction on which nuclear and hadronic physics is based. The original edition of the book, written in the mid-1980's, had more of a review style. In the second edition the outline remains the same, but the text has been completely rewritten, and extended. Apart from the new developments over the years, this edition has benefited from several graduate courses which the author has taught at Stony Brook during the last decade. The text is now complemented by exercises and has a total of about 1000 references to major works, arranged by subject. Three major issues--the structure of the QCD vacuum, the structure of hadrons, and the physics of hot/dense matter--are addressed as "physics problems. Therefore, when discussing any specific subject, the book attempts to incorporate (1) all the solid theoretical results, (2) experimental information, and (3) results of numerical (lattice) simulations, which are playing an increasing role in quantum field theory in general, and the development of QCD in particular. "The QCD Vacuum, Hadrons and Superdense Matter takes the reader from the first encounter with the subject to the front line of research, as quickly as possible.

《弦论的几何与物理》 作者:[虚构作者名] 出版社:[虚构出版社名] 第一部分:弦论的基础与低维结构 本书深入探讨了现代理论物理学中最引人入胜的领域之一——弦论,尤其侧重于其深刻的几何结构和对粒子物理学的潜在联系。不同于传统的点粒子描述,弦论将宇宙的基本组成单元视为一维的“弦”,这种观念彻底改变了我们对引力、量子场论以及时空本身的理解。 第1章:从量子场论到弦的想象 本章首先回顾了标准模型在描述基本粒子和相互作用方面的成功与局限。我们探讨了引力在量子尺度下的不可重整化问题,并引入了弦理论作为解决这些难题的自然框架。通过分析费米子和玻色子的谱,我们介绍了玻色弦的开弦与闭弦的对偶性,以及它们在描述不同类型粒子(如光子、引力子和标量粒子)中所扮演的角色。核心思想在于,弦的振动模式对应于不同的粒子激发态,从而提供了一个统一的理论来描述所有基本力。 第2章:超对称与超弦理论的构建 为了解决玻色弦理论中出现的负能态和非物理的tachyon问题,引入超对称性是至关重要的。本章详细阐述了超对称(Supersymmetry, SUSY)的基本概念,即费米子与玻色子之间的对称联系。我们将从数学上构建超弦理论,引入狄拉克旋量,并解释如何通过N=1、N=2等不同程度的超对称性来构造出稳定的、符合物理要求的理论。重点分析了Type I、Type IIA和Type IIB等五种超弦理论的结构及其规范群。 第3章:高维时空与紧致化 弦论的预测要求时空维度高于我们观察到的四维(3空间+1时间)。本章将集中讨论这些额外维度的性质。我们将深入探讨卡拉比-丘(Calabi-Yau)流形作为紧致化额外维度的核心模型。通过黎曼几何和代数拓扑的工具,我们分析了卡拉比-丘流形的拓扑不变量(如Betti数)如何决定了四维有效理论中的粒子谱和耦合常数。我们将详细介绍布兰德利(Bradley)-霍金(Hawking)模型以及其他紧致化方案的物理后果。 第二部分:对偶性、D-膜与M理论 弦论的真正威力体现在其丰富的对偶性结构上,这些对偶性揭示了不同理论之间的深层联系,并最终指向了一个更宏大的统一理论——M理论。 第4章:T对偶与S对偶 对偶性是理解弦论自洽性的关键。本章首先解释了T对偶(T-Duality),它表明在一个半径为R的圆环上卷曲的弦理论,等价于在半径为1/R的圆环上卷曲的另一种弦理论。我们分析了T对偶在降低维度时的作用,以及它如何统一了Type IIA和Type IIB理论。随后,我们深入探讨了S对偶(S-Duality),它揭示了强耦合下的理论与弱耦合下的另一种理论之间的等价性。S对偶在解释非微扰效应和规范理论的精确解中起到了决定性作用。 第5章:狄利克雷膜(D-branes)的引入与物理意义 弦论中一个革命性的概念是D-膜(Dirichlet Branes)。本章详细介绍了D-膜的定义,即弦的开端可以终止在这些高维的膜面上。我们将从电磁理论和弦的边界条件出发,推导出D-膜的动力学方程和质量。重点分析了D-膜如何承载了规范场的理论——当我们在D-膜上放置大量开弦时,它们产生的就是非阿贝尔规范场论,这为弦论统一引力和标准模型提供了明确的路径。 第6章:M理论:统一的框架 M理论被认为是所有五种超弦理论的更高维度的统一理论,它将时空维度提升至11维。本章将探讨M理论的结构特征,尽管其完整表述仍是一个开放性问题。我们将集中讨论11维超重力(Supergravity)作为M理论在低能极限下的有效场论。通过分析11维时空中的M2-膜(M2-branes)和M5-膜(M5-branes)的耦合,我们理解了它们如何通过T对偶联系到IIA弦论中的D膜。M理论的出现标志着从单一的弦理论到多重对偶世界的深刻转变。 第三部分:几何的物理应用与前沿 本部分将探讨弦论在解决著名物理问题上的应用,特别是几何与引力的联系。 第7章:AdS/CFT对偶性:全息原理 AdS/CFT(反德西特空间/共形场论)对偶性,或称全息原理,是弦论最强大的工具之一。本章将详细解释其核心思想:一个在AdS空间中的量子引力理论(通常是IIB弦论)等价于其边界上一个无引力的共形场论(CFT)。我们通过对黑洞熵的计算,展示了该对偶性如何精确地再现贝肯斯坦-霍华德(Bekenstein-Hawking)的黑洞热力学公式。此外,我们还将讨论AdS/CFT在研究强关联电子系统和凝聚态物理问题上的应用。 第8章:弦论与黑洞物理 黑洞是检验量子引力理论的终极实验室。本章将应用D膜和通量技术来构造和研究微观黑洞模型。我们使用D膜的堆叠模型来计算BPS黑洞的微观激发态数量,并证明它们与宏观黑洞的熵完全吻合。此外,还将探讨信息悖论,以及弦论框架下对事件视界处理的最新进展。 第9章:拓扑弦论与镜像对称 最后,本章关注于弦论的拓扑性质。我们将介绍拓扑弦论,它通过简化几何背景上的积分,允许精确计算卡拉比-丘流形的霍奇数。这一领域与镜像对称(Mirror Symmetry)紧密相关,后者指出一个卡拉比-丘流形及其镜像流形上的拓扑弦理论是物理等价的。我们将探讨这种深刻的几何对偶性如何超越了传统物理学的范畴,对纯数学领域(如代数几何)产生了巨大影响。 总结与展望 本书的结论部分将总结弦论在统一所有基本力、解释量子引力以及揭示时空本质方面的巨大潜力。同时,我们也会讨论当前理论面临的挑战,例如如何从紧致化中明确地导出我们所观察到的标准模型,以及M理论的完整非微扰描述仍有待建立。本书旨在为读者提供一个全面、深入且富有洞察力的视角,理解弦论作为下一代物理学理论的结构与美丽。

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读后感

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从整体阅读体验来看,这是一本需要时间去“消化”的巨著。它的文字风格非常克制和精确,几乎没有冗余的词汇,每一个句子都承载着重要的物理信息。特别是对某些关键积分和矩阵元计算的展示,展现了作者对数学工具的娴熟运用。书中对强子质量的预测与实验数据的比对分析,显示出理论模型的有效性和局限性。尽管内容艰深,但贯穿始终的是对自然界基本规律的敬畏之心。这本书像是为那些已经有一定基础的学者准备的“进阶地图”,标记出了通往理解物质极限状态的崎岖小径。它无疑将成为未来几十年内,研究强相互作用物理的学者案头必备的工具书。

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这本关于量子色动力学真空、强子和超密物质的专著,无疑是理论物理领域的一座高峰。初读时,我立刻被其深邃的思想和严谨的数学框架所吸引。它不仅仅是教科书式的知识堆砌,更像是一部思想的史诗,带领读者穿越微观粒子世界的迷雾,直抵物质最本质的结构。作者对QCD(量子色动力学)真空复杂性的阐释,尤其是对非微扰效应的探讨,展现了极其深厚的功力。书中对畴壁、瞬子以及真空结构的精妙分析,为理解夸克和胶子如何被束缚在强子内部提供了坚实的理论基础。对于那些希望深入理解强相互作用本质,而非仅仅停留在表面的读者来说,这本书是不可或缺的指南。它的论述层层递进,逻辑清晰,即便是面对那些最棘手的理论难题,作者也能提供清晰的解析路径。

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这本书的排版和图示设计,虽然传统,却非常注重信息密度。我特别欣赏作者在介绍强子谱和非微扰QCD效应时所采用的对比和类比手法。例如,对色荷(color charge)在不同能量尺度下如何表现的描述,通过精妙的图表清晰地展示了渐近自由和夸克禁闭这两种看似矛盾的现象是如何在QCD框架内和谐共存的。书中对于手征对称性破缺机制的详尽论述,是理解低能强子物理的关键钥匙。我发现自己不得不频繁地查阅相关的群论教材来跟上作者的节奏,这恰恰说明了本书内容的深度和广度。它强迫你走出舒适区,去直面那些被简化处理的物理学核心问题。

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这本书的价值不仅在于它汇集了既有的知识体系,更在于它指明了未来研究的方向。作者在探讨超密物质时,引入了一些尚未完全解决的前沿课题,例如夸克-胶子等离子体的性质,以及奇异夸克物质存在的可能性。这种前瞻性使得这本书具有了超越时间限制的生命力。它不仅回顾了费米子场论在强引力背景下的处理方法,还对现有的有效场论模型进行了细致的批判性评估。对我个人而言,书中关于畴壁结构稳定性的讨论,激发了我对拓扑缺陷在宇宙学中作用的新思考。它并非提供所有答案,而是提出了更深刻的问题,引导读者进行独立的探索和批判性思考。

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读完这本书,我的感觉是如饮甘霖,但同时也伴随着巨大的挑战。它不像市面上那些流行的科普读物,旨在用轻松的语言描绘前沿物理;相反,它要求读者具备扎实的量子场论和群论基础。书中对超密物质态的讨论,特别是中子星内部物质状态的建模,极具启发性。作者巧妙地结合了有效场论和晶格计算的结果,试图构建一个统一的图景,解释在极端压力和密度下物质如何从常规核物质转变为奇异物质。这种跨尺度的理论构建能力令人赞叹。然而,对于初学者来说,某些章节的数学推导和抽象概念的引入可能会显得有些陡峭,需要反复咀嚼才能完全领悟其深意。这本书无疑是为研究生和研究人员量身定制的,它推动了我们对宇宙中最极端环境的理解。

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