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出版者:

作者:Gunion, John F. (EDT)/ Haber, Howard E./ Kane, Gordon/ Dawson, Sally/ Gunion, John F.

出品人:

页数:448

译者:

出版时间:2000-7

价格:617.00元

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isbn号码:9780738203058

丛书系列:

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• 物理学
• 粒子物理学
• 希格斯玻色子
• 科学普及
• 科学史
• 大型强子对撞机
• CERN
• 探测器
• 实验物理学
• 高能物理学

宇宙深处的低语：粒子物理学前沿的探索与挑战 书名：宇宙深处的低语：粒子物理学前沿的探索与挑战 作者：[此处可虚构一位知名物理学家姓名，例如：艾米莉亚·雷诺兹 博士] --- 导言：追寻看不见的实在 自人类仰望星空，我们便从未停止过对构成世界的基本要素的好奇心。从古希腊的“原子”概念，到牛顿的经典力学，再到爱因斯坦的相对论，物理学史就是一部不断深入微观世界的编年史。然而，进入二十世纪下半叶，我们发现了一个更加奇特、更加宏大且充满未解之谜的领域——粒子物理学。 《宇宙深处的低语》并非一本简单的教科书，它是一次对现代物理学前沿的深入探险。本书聚焦于标准模型（Standard Model）的辉煌成就，以及它在解释宇宙现象时所暴露出的深刻裂痕。我们的旅程将从那些我们已经熟知的基础粒子——夸克、轻子和规范玻色子——开始，然后迅速转向那些尚未被直接观测到的神秘领域，探索人类如何使用最精密的仪器，试图捕捉宇宙最深层的秘密。 第一部分：标准模型的基石与胜利 标准模型是现代粒子物理学的基石，它以惊人的精度描述了三种基本作用力（电磁力、弱核力和强核力）以及所有已知的基本粒子。 第一章：物质的积木 我们将详细剖析构成我们周围一切物质的十二种基本费米子。夸克的奇妙组合（上、下、奇、魅、底、顶）如何通过强核力的“胶子”束缚在一起，形成质子和中子；轻子家族（电子、缪子、陶子以及它们对应的中微子）又如何在不同的能量尺度上扮演关键角色。我们会探讨夸克禁闭现象的内在机制，解释为何我们永远无法单独观测到自由的夸克。 第二章：力的传递者 作用力并非凭空产生，而是通过交换特定的玻色子来实现。本章详细阐述了光子（电磁力的信使）、W和Z玻色子（弱相互作用的载体）以及胶子（强相互作用的媒介）。特别是对于W和Z玻色子的质量起源，我们将深入探讨其对弱核衰变和宇宙演化的深远影响。 第三章：对称性的美学 粒子物理学的理论框架建立在严格的数学对称性之上。我们将探讨规范对称群 $SU(3) imes SU(2) imes U(1)$ 如何优雅地统一了三种基本作用力。对称性破缺的概念，即自然界如何选择特定的低能态，是理解粒子如何获得质量的关键。我们将回顾规范理论的数学结构，体会物理学家们对宇宙基本规则的深刻洞察。 第二部分：标准模型的阴影与未竟之谜 尽管标准模型取得了无与伦比的成功，但它远非终极理论。它无法解释宇宙中大量的观测现象，预示着一个更宏大、更深层的物理学图景正在等待被揭示。 第四章：引力缺失的困境 标准模型与广义相对论——我们对引力的最佳描述——之间存在着深刻的理论鸿沟。本书将探讨量子引力问题的核心困境：在极高能量（如普朗克尺度）下，尝试将引力量子化所导致的无穷大问题。我们将回顾量子场论如何努力地与时空曲率概念相协调，并介绍弦理论和圈量子引力等主要候选理论的初步概念，侧重于它们如何试图解决尺度不匹配的问题。 第五章：暗物质的幽灵 天文学和宇宙学观测无可辩驳地表明，宇宙中大约85%的物质是“暗物质”，它不发射、不吸收、不反射电磁辐射。本书将详尽梳理支持暗物质存在的多种独立证据，包括星系旋转曲线、引力透镜效应和宇宙微波背景辐射的测量结果。随后，我们将考察目前主流的候选粒子，如弱相互作用重粒子（WIMPs）和轴子（Axions），以及全球范围内正在进行的直接和间接探测实验的最新进展。 第六章：中微子的微妙行为 中微子，这种几乎不与物质发生相互作用的粒子，在标准模型中原本被认为是无质量的。然而，中微子振荡的实验发现，证明了它们具有微小的质量，这一发现直接打破了最初的标准模型框架。本章将聚焦于中微子振荡的物理机制，探讨其质量的起源——例如马约拉纳（Majorana）或狄拉克（Dirac）质量，以及“跷跷板机制”等理论如何试图解释为何中微子质量远小于其他费米子。 第三部分：超越标准模型的探索 通往新物理学的道路充满了挑战，需要我们建造更大型的对撞机，设计更灵敏的探测器，并发展全新的理论框架。 第七章：宇宙的质量之谜——等级问题 为什么希格斯玻色子（或任何其他标量粒子）的质量会如此之小，而不是被推高到普朗克尺度？这就是著名的“等级问题”（Hierarchy Problem）。本书将深入分析这一问题的重要性，并详细介绍解决该问题的两种主要理论路径：超对称性（Supersymmetry, SUSY）以及额外的空间维度理论（如大额外维度模型）。我们将讨论这些理论如何通过引入新的粒子来“抵消”量子涨落的影响。 第八章：新物理学的搜寻场 大型强子对撞机（LHC）的运行标志着人类粒子物理实验达到了前所未有的能量和精度。本章将回顾LHC的科学目标，重点介绍对超对称伙伴粒子、新规范玻色子（如Z'和W'）以及理论上预测的微型黑洞的搜索结果。我们将分析目前尚未发现新物理信号对理论模型的限制，以及未来升级（如高亮度LHC和下一代对撞机概念）所寄予的厚望。 第九章：夸克和轻子的未来结构 除了寻找新的粒子，我们还需要探究标准模型内部的结构是否隐藏着更深层次的规律。例如，为什么存在三代夸克和轻子？它们之间的质量和混合角（如CKM矩阵）为何是当前这些特定值？本书将探讨如“家族对称性”和更复杂的统一理论（如大统一理论，GUTs）如何试图解释这种世代结构，并展望下一代高精度实验将如何检验这些猜想。 结语：未知领域的承诺 《宇宙深处的低语》以对未来的展望作结。粒子物理学正处于一个关键的十字路口：我们拥有一个极为成功的模型，但我们也清晰地看到了它的局限性。本书旨在激发读者对基础科学的敬畏之心，认识到每一次实验的成功或失败，都可能将我们推向一个全新的、更接近宇宙终极真理的领域。我们探索的每一步，都是在倾听宇宙深处那些关于起源、结构和命运的低语。对未知实在的追求，是人类精神中最永恒的驱动力之一。

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《The Higgs Hunter's Guide》这本书，以一种前所未有的方式，将我带入了粒子物理学的奇妙世界。作者用流畅生动的语言，将“希格斯玻色子”这一抽象的概念，描绘得栩栩如生，让我得以窥探质量的真正来源。书中对科学家们探索历程的描绘，充满了人性的光辉，他们的智慧、毅力以及对未知世界的执着追求，都让我深受感动。这本书不仅仅是关于一个粒子的故事，更是关于人类探索未知、挑战极限的伟大征程。它让我对科学充满了敬意，也激发了我对宇宙更深层次的探索欲望。我会被书中每一个细节所吸引，渴望了解更多关于宇宙奥秘的知识。

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我必须承认，《The Higgs Hunter's Guide》这本书，在很大程度上改变了我对科学普及读物的看法。以往接触到的同类书籍，常常充斥着大量的专业术语，让人读起来倍感吃力，而这本书却以一种极具亲和力的方式，将那些深奥的粒子物理学概念，如“希格斯场”、“自发对称破缺”等，变得生动形象，易于理解。作者并非简单地罗列事实，而是通过引人入胜的故事，将这些科学原理融入其中。我特别欣赏书中对大型强子对撞机（LHC）的介绍，那庞大的科学装置，以及科学家们为了探测希格斯粒子所付出的巨大努力，都让我惊叹不已。书中的每一个细节，都充满了科学的严谨性，同时也洋溢着人类对未知世界探索的热情。它让我感受到，科学的进步，离不开每一个普通人的好奇心和不懈追求。

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《The Higgs Hunter's Guide》这本书，让我体验到了一种前所未有的阅读乐趣。作者如同一个充满激情的导游，带领我深入粒子物理学的奇妙世界。我最喜欢的是书中对“希格斯玻色子”的描写，它不仅仅是一个抽象的粒子，而是被赋予了宇宙万物质量来源的神秘光环，这种赋予生命力的描述，让我对这个概念产生了深刻的理解。而且，书中穿插了大量关于科学家们探索希格斯粒子的真实故事，那些充满智慧、毅力甚至带着点戏剧性的片段，让阅读过程不再枯燥，反而像是在跟随一群勇敢的探险家，踏上一场寻找宇宙终极秘密的伟大旅程。我迫不及待地想知道，他们是如何一步步揭开希格斯粒子神秘面纱的。这本书以一种令人惊叹的方式，将那些晦涩难懂的概念变得触手可及。

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《The Higgs Hunter's Guide》这本书，像一本开启宇宙奥秘的钥匙，让我得以窥探那个我们肉眼无法触及的微观世界。作者用一种非常巧妙的方式，将“希格斯玻色子”这一抽象的概念，具象化为“质量”的来源，这种解读方式，让我对“质量”有了全新的认识。书中所描绘的科学家们，不再是高高在上的理论家，而是充满了人性光辉的探索者，他们的坚持、他们的智慧，甚至他们的挫折，都让我深感触动。特别是书中对“标准模型”的演变过程的介绍，让我看到了科学理论是如何在不断的实践和检验中不断完善的。这本书，不仅仅是关于一个粒子的故事，更是关于人类探索未知、挑战极限的伟大历程的生动写照。

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翻开《The Higgs Hunter's Guide》，我立刻被它流畅的叙事风格所吸引。作者并非直接灌输知识，而是巧妙地将复杂的物理学原理融入到引人入胜的故事线中。书中的每一章都像是一个精心设计的谜题，层层递进，引导着读者一步步深入探索希格斯粒子存在的可能性。我特别欣赏作者对“自发对称破缺”这一概念的解释，它听起来非常高深，但在作者的笔下，却变得生动形象，通过类比生活中的一些现象，让我这个非专业人士也能领略其中的精妙之处。我常常在阅读过程中产生一种“原来如此”的顿悟感，这种感觉比单纯记住某个公式要深刻得多。而且，书中对大型强子对撞机（LHC）的描述，更是让我大开眼界。那庞大、精密、耗资巨大的科学装置，简直就像是一个人类智慧的奇迹。作者详细介绍了LHC的建造过程、工作原理以及它在探测希格斯粒子过程中扮演的关键角色，让我对现代物理学的实验手段有了全新的认识。我仿佛能够感受到那些科学家们在控制室里，盯着屏幕上闪烁的数据，心中充满期待与紧张的情绪。

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我必须说，《The Higgs Hunter's Guide》成功地颠覆了我对物理学科普读物的固有印象。它没有生硬的数学公式，没有晦涩难懂的专业术语堆砌，而是用一种极其平易近人的语言，将粒子物理学的核心概念娓娓道来。我尤其喜欢书中对“质量”这个概念的重新解读。在日常生活中，我们似乎对质量习以为常，但这本书却揭示了质量的来源，以及希格斯玻色子在这个过程中所扮演的至关重要的角色。作者通过生动的比喻，将“希格斯场”的交互作用描绘得栩栩如生，让我仿佛能看到粒子在“希格斯场”中受到阻碍，从而获得质量的景象。这种“看”见抽象概念的能力，是我在阅读其他科学书籍时很少获得的体验。而且，书中对物理学研究方法的介绍，也让我印象深刻。它不仅仅展示了理论推导的重要性，更强调了实验验证的不可或缺。通过对LHC的介绍，我深刻理解到，正是有了先进的实验设备，我们才能不断逼近宇宙的真相。

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这本书的封面设计就吸引了我，那种深邃的蓝色背景，上面若隐若现地勾勒出复杂的粒子碰撞轨迹，配以简洁有力的书名《The Higgs Hunter's Guide》，瞬间就点燃了我对未知宇宙探索的渴望。我是一个对科学有着强烈好奇心的普通读者，虽然我对粒子物理学所知甚少，但这本书却以一种令人惊叹的方式，将那些晦涩难懂的概念变得触手可及。它不像某些科普读物那样，上来就堆砌大量专业术语，让人望而却步。相反，作者仿佛是一位经验丰富的向导，带着我穿越到那个微观世界的奇妙景象中。我特别喜欢书中对“希格斯玻色子”的描绘，它不是冰冷的科学公式，而是被赋予了生命力的“上帝粒子”，是宇宙万物质量的来源，这种拟人化的描述，让我对这个抽象的概念产生了直观的理解。而且，书中还穿插了大量科学家们探索希格斯玻色子的真实故事，那些充满智慧、毅力、甚至带点戏剧性的片段，让阅读过程不再枯燥，反而像是在跟随一群勇敢的探险家，踏上一场寻找宇宙终极秘密的伟大旅程。我迫不及待地想知道，他们是如何一步步揭开希格斯粒子神秘面纱的。

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当我拿起《The Higgs Hunter's Guide》，我本以为会看到一本充满枯燥公式和理论的学术著作，然而，事实证明我大错特错。这本书以一种近乎文学的笔触，将一段关于人类探索宇宙奥秘的真实故事娓娓道来。我被书中描绘的科学家们充满激情的辩论、严谨的实验设计以及一次次面对失败又重新站起来的勇气所深深打动。书中对“希格斯机制”的解释，不是冷冰冰的公式推导，而是通过一系列巧妙的比喻，将这个看似遥不可及的概念变得触手可及，我仿佛能亲眼看到那些看不见的“希格斯场”是如何赋予粒子质量的。特别是书中关于“标准模型”的由来和发展，让我看到了科学理论是如何在不断的质疑和修正中不断完善的，这让我对科学的认识不再是静态的，而是充满了动态的活力。阅读过程中，我常常会惊叹于人类智慧的闪光，以及对未知的探索精神。

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《The Higgs Hunter's Guide》这本书，最让我着迷的地方在于它对科学探索过程的细致描绘。它不仅仅是关于一个粒子的故事，更是关于人类好奇心、智慧和坚持不懈的颂歌。我喜欢书中对那些为寻找希格斯粒子做出贡献的科学家们的刻画，他们不仅仅是冰冷的理论家，更是充满激情、富有远见、有时甚至会犯错但总能从错误中学习的普通人。比如，书中提到某些理论曾一度被认为是“死胡同”，但正是科学家的执着，才让他们坚持下来，最终发现了新的方向。这种真实的人性展现，让科学不再遥不可及，而是充满了温暖和力量。我对书中描述的“标准模型”的演变过程尤其感兴趣。它就像是一部科学史的缩影，展现了科学家们如何一步步完善理论，填补空白，最终形成了一个相对完整的粒子物理学框架。我感到自己仿佛也参与了这场伟大的科学探索，与那些科学家们一同经历了怀疑、辩论、实验和最终的突破。

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很少有一本书能够让我如此沉浸其中，而《The Higgs Hunter's Guide》无疑做到了。它以一种令人惊叹的叙事能力，将粒子物理学中最为复杂的概念，如“希格斯机制”和“量子场论”，变得易于理解。我尤其喜欢书中对科学家们探索历程的描写，那些充满了智慧、毅力和激情的奋斗故事，让我仿佛置身其中，感受着他们发现真相的喜悦与激动。书中的每一段文字，都充满了科学的严谨性，同时也饱含着对宇宙的好奇与敬畏。它不仅仅是一本科普读物，更是一部关于人类智慧、勇气和坚持的颂歌。这本书让我对科学充满了敬意，也激发了我对未知世界更深层次的探索欲望。

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