Supersymmetry and Quantum Field Theory pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Akulov, V. P. 编

出品人:

页数:405

译者:

出版时间:1998-11-15

价格:USD 99.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9783540646235

丛书系列:

图书标签:

• Supersymmetry
• Quantum Field Theory
• Particle Physics
• Theoretical Physics
• High Energy Physics
• Quantum Mechanics
• String Theory
• Mathematical Physics
• Physics
• Standard Model

宇宙的隐藏对称：探索基本粒子与相互作用的深层联系 本书将带领读者踏上一段探索宇宙最深层奥秘的非凡旅程，聚焦于支撑我们所知世界运行的两个核心理论：超对称性（Supersymmetry）和量子场论（Quantum Field Theory）。我们将拨开量子世界的迷雾，揭示粒子物理学的基本构成，并深入探究那些塑造了宇宙演化进程的强大力量。 量子场论：描绘粒子世界的语言 首先，我们将从量子场论这一理论框架入手。它不仅仅是一个描述基本粒子的数学工具，更是我们理解物质本质的语言。想象一下，宇宙并非由孤立的点状粒子构成，而是由遍布时空的各种“场”所填充。这些场，如同看不见的海洋，其中的涟漪、振动和激发，在我们看来就是各种基本粒子，例如电子、光子、夸克等等。 我们将详细介绍量子场论的基本概念，包括： 场的量子化： 如何将经典的场论“量子化”，使其能够描述微观粒子所表现出的量子行为，如叠加态和不确定性。 粒子作为场的激发： 理解为何电子、光子等粒子可以被视为其对应场的量子化的激发态，以及这些激发态的产生和湮灭是如何描述粒子间的相互作用。 费曼图： 学习费曼图这一强大而直观的工具，它能够形象地表示粒子间的相互作用过程，帮助我们计算这些过程发生的概率，从而预测实验结果。 重整化： 探讨量子场论在计算过程中遇到的“无穷大”问题，以及重整化这一精妙的技术是如何处理这些无穷大，提取出物理上有意义的有限结果，使其成为一个成功的预测性理论。 标准模型： 深入剖析粒子物理学现有的最成功的理论——标准模型。我们将详细介绍标准模型如何描述基本粒子（夸克、轻子、玻色子）以及它们之间的三种基本相互作用（电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用），并解释其取得的辉煌成就，例如对希格斯粒子的预测和发现。 超对称性：揭示粒子世界的深层对称 在扎实掌握了量子场论的基础后，我们将引入一个更具革命性的概念——超对称性。超对称性是一种假设，它认为宇宙中的每一种基本粒子都存在一个“超对称伙伴”，其自旋（一种内在的角动量）与原粒子相差 1/2。例如，电子（一种费米子）的超对称伙伴是光子（一种玻色子），而光子（一种玻色子）的超对称伙伴是光微子（一种费米子）。 超对称性并非仅仅是一个奇特的理论构想，它为解决量子场论中的一些棘手问题提供了优雅的答案，并为我们描绘了一个更完整、更和谐的宇宙图景。我们将探讨超对称性的关键方面： 对称性与粒子分类： 理解超对称性如何将不同的粒子类型（费米子和玻色子）统一在一个更广阔的框架下，打破了它们之间的界限。 解决等级问题： 深入分析超对称性如何有效地解决粒子物理学中一个长期存在的难题——“等级问题”。这个问题涉及到希格斯粒子的质量为何如此之小，而没有被其他更高能量的粒子大幅度“拉高”。超对称性通过引入超对称伙伴，可以巧妙地抵消这些“拉高”效应，使希格斯粒子的质量得以保持在观测到的数值。 暗物质的候选者： 探讨超对称性如何为我们宇宙中神秘的暗物质提供可能的解释。在许多超对称模型中，存在一种最轻的超对称粒子（LSP），它具有稳定且几乎不与其他物质相互作用的特性，这使其成为暗物质的一个有力候选者。 统一的强大力： 介绍超对称性如何可能帮助实现“万有理论”的愿景。通过对已知三种基本相互作用（电磁、弱、强）的能量演化进行精确计算，超对称性模型显示，它们在极高的能量尺度下，可能会以一种统一的方式汇聚，暗示着一种更深层的相互作用。 超对称模型的多样性： 了解超对称性并非一个单一的理论，而是存在多种不同的模型（例如 MSSM, NMSSM 等），每种模型都对超对称粒子有不同的预测，为未来的实验探索提供了丰富的可能性。 理论与实验的交织 本书并非仅仅停留于纯粹的理论推导，我们将始终强调理论与实验之间的紧密联系。我们将回顾那些验证或约束了这些理论的里程碑式实验，例如： 粒子加速器的发展： 从早期的回旋加速器到如今的欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC），这些强大的仪器如何以前所未有的精度检验量子场论的预测，并为寻找超对称粒子提供了可能。 宇宙学观测： 探讨暗物质的宇宙学证据，以及天文学家如何通过观测星系形成、宇宙微波背景辐射等来推断暗物质的存在。 未来实验的展望： 展望下一代粒子加速器和探测器，它们将如何进一步探索超对称性的领域，寻找超对称粒子，并可能发现我们尚未知晓的新物理。 为何研究超对称性与量子场论？ 本书的意义不仅在于理解宇宙的基本构成，更在于揭示其潜在的规律和美妙的对称性。超对称性与量子场论的结合，为我们提供了一个更全面、更深刻的视角来理解： 物质的本质： 什么是真正的基本粒子？它们之间是如何相互作用的？ 宇宙的起源与演化： 宇宙是如何从一个极度炽热、致密的奇点演化至今的？暗物质和暗能量在其中扮演着怎样的角色？ 物理学的统一： 是否存在一种能够统一所有基本力（包括引力）的终极理论？ 通过本书，读者将不仅仅是学习抽象的物理概念，更是与物理学家一起，思考这些关于宇宙最基本问题的深刻挑战。我们将一同审视现有的知识体系，并为未来的探索指明方向，为我们揭示隐藏在量子世界中的壮丽图景，以及宇宙所蕴含的深邃而优雅的对称性。

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