Structure and Dynamics of Elementary Matter (Nato Science Series II pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Itkis, Mikhail G.; Reinhardt, Joachim; G]gl], Mehmet Cem

出品人:

页数:676

译者:

出版时间:2004-11-3

价格:USD 149.00

装帧:Paperback

isbn号码:9781402024467

丛书系列:

图书标签:

• 粒子物理学
• 量子场论
• 标准模型
• 基本粒子
• 强相互作用
• 弱相互作用
• 高能物理
• 物质结构
• Nato Science Series
• 物理学

《元素物质的结构与动力学》（海牙科学系列 II） 本书深入探讨了构成我们宇宙最基本单元的物质，即元素物质。我们并非仅仅罗列已知粒子及其属性，而是旨在揭示这些微观实体的深层结构、内在联系以及它们之间瞬息万变的相互作用。本书的核心在于理解“为何”和“如何”，而非仅仅“是什么”。 第一部分：粒子之舞——微观世界的几何学与动力学 本部分将带领读者踏上一段探索基本粒子世界的旅程。我们从标准模型出发，但不会止步于此。我们将深入研究夸克和轻子的内部结构，探讨它们是否存在更深层次的组成部分，以及那些所谓的“基本”粒子是否只是某种更普遍结构的涌现。量子场论的语言将贯穿始终，但我们会努力用直观的类比和清晰的图示来阐释其抽象概念。 夸克的深层结构： 我们将审视夸克的味、色和代（generation）的物理意义，并探讨夸克禁闭的内在机制。是否存在超越QCD（量子色动力学）的更基本理论能够解释夸克禁闭的强制性？我们将考察诸如弦理论、圈量子引力等前沿理论的启示，它们试图为夸克的“内在”提供一种几何学描述。 轻子的奥秘： 中微子质量的起源，以及其质量差和混合角背后的物理机制，将是本部分探讨的重点。我们还将审视带电轻子（电子、缪子、陶子）的质量谱，探究其非零质量的根源，以及是否存在某种对称性破缺或新的相互作用在其中扮演角色。 玻色子：传递力的使者与质量的赋予者： 除了已知的胶子、光子、W/Z玻色子，我们还将深入研究希格斯玻色子。它如何赋予粒子质量？是否存在超出标准模型的其他希格斯机制？我们还会探讨假想的引力子，并讨论如何在量子框架下理解引力。 相互作用的本质： 四种基本力的统一性问题将贯穿本书。我们将回顾大统一理论（GUT）的尝试，并审视超越标准模型（BSM）的各种候选理论，例如超对称理论（SUSY），以及它们如何可能在极高能量尺度下统一这些力。 第二部分：时空织锦——引力与量子现象的交织 本部分将聚焦于宇宙中最普遍也最神秘的力量——引力，以及它与微观量子世界的复杂互动。我们将超越牛顿的引力定律和爱因斯坦的广义相对论的经典描述，探索量子引力理论的最新进展，以及它们如何试图调和这两个看似不可调和的物理学基石。 时空的量子化： 我们将审视将时空视为一种量子结构的理论。弦理论如何通过弦的振动模式来描述粒子和引力？圈量子引力又如何通过离散的时空“原子”来构建宇宙？这些理论对黑洞信息悖论和宇宙学奇点有何解释？ 黑洞的真相： 黑洞不仅仅是时空弯曲的极端表现，更是检验量子引力理论的天然实验室。我们将讨论事件视界附近的量子效应，霍金辐射的意义，以及信息是否能够逃离黑洞。 宇宙的起源与演化： 大爆炸理论的局限性在哪里？膨胀的宇宙是否需要新的解释？我们将探讨量子涨落如何在早期宇宙中播下星系形成的种子，以及暗物质和暗能量在宇宙演化中的作用，并审视它们在更根本层面的起源。 引力与量子纠缠： 引力场是否会受到量子纠缠的影响？反之，量子纠缠是否会在某种程度上“塑造”时空结构？我们将探索引力量子化研究中对时空几何与量子信息之间深刻联系的最新思考。 第三部分：涌现的秩序——从基本粒子到复杂系统 本部分将从微观的基本粒子出发，逐步向上追溯，探讨它们如何通过各种相互作用，在不同的尺度上涌现出我们所观察到的复杂物理现象和物质形态。我们将关注的是“秩序”的产生，以及这种秩序背后的普遍规律。 凝聚态物质的物理学： 从固体的晶格振动到超导性、超流性，再到拓扑相变，我们将揭示宏观物质的奇妙性质是如何从微观电子和晶格原子之间的相互作用中涌现出来的。量子纠缠在这些集体行为中扮演着怎样的角色？ 强相互作用物质： 在极端条件下，例如中子星内部，核子会如何相互作用？我们将探讨夸克-胶子等离子体，以及在强相互作用下物质相变的复杂性。 统计力学与相变： 从微观粒子的无序运动到宏观的有序结构，统计力学提供了强大的工具。我们将探讨临界现象、普适性以及标度律，理解不同系统如何表现出相似的相变行为。 信息与物质的界限： 在某些前沿研究中，信息被视为一种基本的物理实体。我们将探讨信息在描述物理过程中的作用，以及它与能量、物质之间的关系。例如，在黑洞信息悖论中，信息扮演了核心角色。 本书旨在提供一个全面的视角，连接了粒子物理、量子场论、广义相对论、量子引力以及统计力学等多个领域。我们希望通过本书，读者能够更深刻地理解构成我们世界的物质基础，以及这些基本单元如何通过复杂而优雅的规律，构建出我们所处宇宙的壮丽图景。本书的讨论将基于已有的科学共识，但同时也会积极探讨那些尚未解决的重大科学问题，鼓励读者进行独立的思考与探索。

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