Standard Model, Hadron Phenomenology and Weak Decays on the Lattice pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Publishing Company Inc

作者:Martinelli, G. (EDT)

出品人:

页数:350

译者:

出版时间:2008-12-31

价格:1150.00 元

装帧:平装

isbn号码:9789810204679

丛书系列:

图书标签:

• Standard Model
• Hadron Phenomenology
• Weak Decays
• Lattice QCD
• Particle Physics
• Quantum Field Theory
• Nuclear Physics
• Theoretical Physics
• Computational Physics
• High Energy Physics

理论物理前沿：量子场论、凝聚态物理与宇宙学新视野 本书汇集了当代理论物理学多个重要领域的前沿研究成果，聚焦于量子场论的非微扰方面、凝聚态物质的拓扑性质，以及宇宙学模型的最新进展。本书旨在为高年级本科生、研究生以及从事相关领域研究的学者提供一个深入、全面的视角，理解当前物理学面临的核心挑战与突破性进展。 第一部分：强相互作用的非微扰量子场论 本部分深入探讨了量子色动力学（QCD）在非微扰区域的复杂行为，这是理解强子物理和夸克-胶子等离子体性质的关键。 1. 格点量子色动力学（Lattice QCD）的最新进展与挑战 虽然本书不涉及具体的格点计算应用，但我们会系统性地回顾格点QCD方法论的演变。重点讨论了洋红色动力学在描述低能强子谱中的作用，以及如何通过改进算法来有效处理重夸克动力学和有限温度下的QCD相图问题。分析了Monte Carlo模拟中的签（sign problem）及其在分析费米子场时的限制性影响，并展望了解决这一瓶颈的新兴数值技术，例如流体力学方法和非阿贝尔格点模型的推广。 2. 有效场论在低能物理中的应用 我们详细考察了低能强子物理的有效场论描述，特别是手征微扰理论（Chiral Perturbation Theory, $chi$PT）的结构及其在高阶展开中的复杂性。讨论了如何将重子有效场论（Heavy Baryon Chiral Perturbation Theory, HB$chi$PT）应用于核物理的范畴内，例如描述低质量介子和重子的相互作用。此外，本书还将介绍软色动力学（Soft Collinear Effective Theory, SCET）在处理高能对撞中准胶子束流（jet）辐射时的优越性，重点阐述其对因子化定理的贡献。 3. 超对称与非阿贝尔规范理论的对偶性 本章将跳出传统的微扰框架，探讨基于全息对偶（Holography）的强耦合场论研究。重点介绍AdS/CFT对偶如何为理解非微扰QCD提供理论工具，尤其是共形场论（CFT）在描述临界现象和某些强耦合极限中的普适性。探讨了如何利用Massive Gauge Theories的对偶性来构建更现实的物理模型，例如在描述夸克-胶子等离子体的输运性质时所展现出的潜力。 第二部分：凝聚态物理中的拓扑与新奇物态 本部分转向凝聚态系统，关注那些由拓扑保护的性质所驱动的新奇电子态，这些态的性质对局域涨落具有极强的鲁棒性。 1. 拓扑绝缘体与拓扑超导体 系统性地梳理了时间反演对称（TRS）拓扑绝缘体的分类理论，特别是基于K理论的分类框架。详细讨论了二维（2D）和三维（3D）拓扑绝缘体的边缘激发特性，以及如何通过磁通晶格或自旋轨道耦合来调控其拓扑相变。在超导领域，重点分析了基尔希霍夫分类如何应用于超导体的拓扑性质，特别是Majorana费米子在拓扑超导边界或断裂界面上的出现及其在拓扑量子计算中的潜力。 2. 量子霍尔效应的非阿贝尔规范场论描述 本章聚焦于分数量子霍尔效应（FQHE）中涉及非阿贝尔统计的基态，如$ u=5/2$ 态。通过引入Chern-Simons场论来描述低能有效理论，我们将探讨如何构建描述非阿贝尔anyons的理论模型。重点分析了Moore-Read波函数和Halperin的Laughlin液态模型的推广，以及如何通过实验观测（如干涉测量）来验证这些准粒子的非阿贝尔统计特性。 3. 拓扑相变与临界现象 讨论了拓扑相变与传统朗道-吉因斯（Landau-Ginzburg）范式的区别。拓扑相变通常由非局域序参量或拓扑缺陷的创生/湮灭来定义。分析了Kosterlitz-Thouless (KT) 相变在二维系统中作为一种特殊的拓扑相变，其特征在于涡旋对的解束缚。此外，探讨了高阶拓扑相（Higher-Order Topological Phases, HOTPs）的概念及其在晶体对称性保护下的新颖边界激发。 第三部分：粒子物理的规范理论与宇宙学连接 本部分将视角投向基本粒子和宇宙学的宏大尺度，探索标准模型之外的物理可能性及其对早期宇宙演化的影响。 1. 希格斯机制的精确检验与扩展模型 本书不聚焦于特定的衰变模式计算，而是探讨了希格斯场作为标量场的动力学性质。详细分析了$ ext{SU}(2)_L imes ext{U}(1)_Y$规范群下，对希格斯势能的参数化和约束。讨论了复合希格斯模型（Composite Higgs Models）的理论动机，这些模型试图解决自然性问题，并通过其对精确电弱唯象学（Electroweak Precision Fits）的修正来与实验数据相容。 2. 中微子物理学：质量起源与夸克-轻子普适性 集中讨论中微子质量的机制，特别是跷跷板机制（Seesaw Mechanisms）的一般形式及其在引入重中微子时的参数空间。探讨了如何利用球形中微子振荡实验来寻找CP破坏的可能性。此外，考察了Lepton Flavor Universality (LFU) 在高精度实验中受到挑战的可能性，以及这可能暗示的额外规范玻色子或新标量场的存在。 3. 暴胀理论与早期宇宙的非高斯性 从宇宙学微波背景（CMB）的观测约束出发，审视了暴胀模型的构建。分析了慢滚（Slow-Roll）参数的演化，以及它们如何决定原初扰动的谱指数和张量-标量比。重点探讨了非高斯性（Non-Gaussianity）的理论意义，特别是局部型和等曲率型偏差如何测试模型中场量（inflaton field）的动力学行为，以及这与单场暴胀和多场暴胀模型的区分。讨论了原初引力波背景的观测潜力及其对暴胀尺度的限制。

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这本书的排版和插图设计透露出一种古典的、严谨的学术风格，几乎没有花哨的色彩或试图吸引眼球的元素，这本身就说明了它的受众定位——那些真正醉心于理论物理细节的学者。我注意到作者在引述和脚注部分的处理非常详尽，几乎每一个关键的结论都有明确的文献出处，体现了极高的学术诚信和对前人工作的尊重。然而，这种过度的详尽有时反而成了阅读的障碍。它似乎更倾向于将所有已有的知识点平铺直叙地呈现出来，而不是巧妙地串联成一个易于消化的叙事流。对于试图了解“弱相互作用”在格点上如何被精确计算的读者来说，这里无疑是宝库，但如果期望从中学到一种清晰的、启发性的物理直觉，可能会感到有些失望，因为它更像是一本结构严谨的“工具箱手册”，而不是一本启发灵感的“思想漫谈”。

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这本书的学术气味极其浓厚，它毫不掩饰自己作为一部高级专业参考书的身份。阅读过程中，我仿佛置身于一个只有少数精英才能进入的“高能物理俱乐部”中，每个人都在用最高标准的专业术语进行交流。对于希望了解“强子唯象学”如何从第一性原理（即QCD）中被推导出来的读者，这本书提供了坚实的基础框架。它清晰地展示了理论模型是如何与复杂的、非微扰性的强相互作用物理相结合的。然而，这种纯粹的理论视角，使得书本在与当前实验结果的直接对比和未来实验预测的展望方面略显保守和内敛。它更像是一部对现有方法的“集大成”之作，而非一本充满大胆预测和前瞻性思维的“宣言”，留给读者的更多是沉思和钻研，而非即时的兴奋感。

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我尝试从弱衰变这个角度去审视这本书的贡献。弱相互作用在标准模型中扮演着至关重要的角色，它解释了从核衰变到中微子振荡等一系列现象。书中对格点方法在计算这些衰变率时的精度和系统误差的讨论，简直是细致入微到令人发指的地步。作者似乎穷尽了所有已知的技术细节，包括了各种重整化方案和紫外线截断的处理。这种对计算精确性的极致追求，反映了当前粒子物理实验对理论预测的极高要求。然而，这种对数值模拟细节的过度聚焦，使得对于那些更关心弱相互作用基本原理和现象学意义的读者来说，可能会觉得有些偏离了核心。它就像一位顶级的钟表匠，向你展示了如何打磨每一个齿轮，却很少谈论这个钟表所代表的宏大时间概念。

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整本书的论述节奏非常缓慢且层层递进，丝毫没有留给读者喘息的空间。每一个概念的引入都建立在前面一系列复杂推导的基础上，这要求读者必须全神贯注，一旦漏掉一个小小的下标或者一个微小的符号定义，接下来的几页内容就可能变得索然无味。我感觉这本书的作者仿佛是一位循循善诱，但同时又极度严厉的导师，他不会轻易给出“捷径”。特别是关于强子谱计算的部分，展示了如何通过庞大的计算资源来“重现”实验中观察到的粒子质量和衰变宽度。这部分内容极大地展现了理论物理与计算科学相结合的巨大潜力，但同时也暴露了一个现实问题：对于那些没有直接接触到大型计算集群资源的研究者来说，书中的许多结论更像是“空中楼阁”，难以在实践中进行验证或复制。

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这部书的题目本身就透露出一种极强的理论深度，让初涉高能物理领域的读者不禁望而却步。我翻开它，首先被那些密密麻麻的希腊字母和复杂的数学公式所震撼。它仿佛直接将我们带入了粒子物理学的最前沿战场，那些关于夸克、胶子以及它们之间相互作用的描述，需要读者具备扎实的量子场论基础才能勉强跟上思路。这本书的结构是高度专业化的，它似乎更侧重于向已经有所建树的研究人员提供一个系统的参考框架，而不是作为一本入门教材。我特别注意到其中关于格点计算（Lattice QCD）的章节，它详细阐述了如何将连续的时空离散化，用强大的计算资源来模拟强相互作用下的强子行为。这种方法论上的严谨性，在当前的理论物理研究中占据着核心地位，这本书无疑是这一领域内一部重要的里程碑式的著作，但对于非专业人士来说，阅读体验无疑是极其晦涩和挑战性的，更像是直接啃食一块未经雕琢的理论矿石。

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