高中化学 选修4 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:华中师大

作者:王后雄 编

出品人:

页数:360

译者:

出版时间:2010-5

价格:18.80元

装帧:

isbn号码:9787562241997

丛书系列:

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现代物理前沿探索：从量子纠缠到宇宙学模型 本书旨在为具有一定基础知识的读者提供一个深入了解现代物理学前沿领域的窗口。它避开了基础化学、电磁学和经典力学的重复叙述，直接聚焦于二十世纪以来物理学最激动人心、也最富挑战性的核心概念与实验进展。全书内容结构严谨，逻辑清晰，力求在保证科学深度的同时，保持一定的可读性，使专业人士和高年级理工科学生都能从中受益。 第一部分：量子世界的深层结构与奇特现象 本部分将带领读者深入到微观世界的本质，探讨量子力学的完备性与诠释问题，并着重分析那些挑战经典直觉的量子现象。 第一章：量子力学的数学基础与概念重构 本章将复习狄拉克符号（Bra-Ket Notation）在描述复杂量子态方面的强大能力，并引入密度矩阵的概念，用以处理开放量子系统和混合态。我们将详细探讨希尔伯特空间的高维扩展，并解释角动量算符（特别是自旋角动量）在物理图像中的不可或缺性。随后的章节将深入分析量子场论（QFT）的初步框架，着重于标量场和费米子场的基本作用量（Action）形式，为理解粒子物理打下基础。 第二章：量子纠缠的精妙几何与应用潜力 超越了薛定谔方程的简单解，本章核心关注量子信息科学的基石——量子纠缠。我们将系统地介绍贝尔不等式的实验检验历史，从Aspect的早期实验到最新的高精度测试，讨论这些实验对局部实在论的颠覆性意义。内容将涵盖纠缠熵（Entanglement Entropy）的计算方法，例如在海森堡模型中的应用，以及最大纠缠态（如EPR对和GHZ态）的构造与性质。此外，本章还会讨论纠缠在量子隐形传态（Quantum Teleportation）协议中的关键作用，以及纠错码的基本原理。 第三章：退相干性与量子计算的挑战 量子系统何以在宏观尺度上失去其“量子性”，是理解从微观到宏观过渡的关键。本章详细分析退相干（Decoherence）的物理机制，包括与环境的耦合、能级展宽以及退相干时间（$T_1$ 和 $T_2$）。我们将使用林德布拉德方程（Lindblad Equation）来描述开放系统的演化，并评估当前主流的量子计算架构（如超导量子比特、离子阱）在克服退相干方面的最新进展。对拓扑量子计算的初步介绍也将包含在内，重点阐述其对环境噪声的内在鲁棒性。 --- 第二部分：粒子物理学的标准模型与超越 本部分将聚焦于构成物质的基本单元及其相互作用力的统一理论框架，并展望超出当前主流理论的探索方向。 第四章：标准模型的精确检验与内部结构 本章假设读者熟悉洛伦兹变换和规范对称性的基本概念，直接进入标准模型（Standard Model, SM）的拉格朗日量。我们将详细解析 $SU(3)_C imes SU(2)_L imes U(1)_Y$ 规范群的意义，着重讨论夸克和轻子的味（Flavor）结构，以及希格斯机制如何赋予规范玻色子和费米子质量。内容将涵盖高能对撞机实验（如LHC）对夸克-胶子等离子体的研究，以及CP破坏现象（如卡比博-小林-益川矩阵 CKM 矩阵的实际应用）。 第五章：中微子的奥秘与层级问题 中微子是标准模型中最“怪异”的粒子之一。本章将深入探讨中微子振荡现象的物理机制，包括其质量项的引入对标准模型简洁性的挑战。我们将比较马约拉纳（Majorana）和狄拉克（Dirac）中微子的实验判据，并探讨“跷跷板机制”（Seesaw Mechanism）在解释中微子极小质量方面的地位。此外，电弱对称性破缺的“层级问题”（Hierarchy Problem）将被提出，作为物理学家寻求新物理学的核心动机之一。 第六章：超越标准模型的新物理构想 标准模型并非终极理论。本章将系统梳理当前理论物理学中几大主流的“新物理”候选理论。重点分析超对称理论（Supersymmetry, SUSY）如何通过引入超伴子来平滑层级问题，并讨论其对早期宇宙遗迹的预测。此外，额外维度的概念，如ADD模型或张量网络理论中的嵌入空间，也将被引入，探讨它们如何影响引力在短距离下的表现。 --- 第三部分：广义相对论、引力与宇宙学前沿 最后一部分将探讨宇宙的宏大尺度结构、引力的本质，以及当前宇宙学观测数据所揭示的未解之谜。 第七章：广义相对论的进阶：曲率与时空几何 本章从爱因斯坦场方程出发，不再侧重于简单解（如史瓦西解），而是探讨更复杂的时空几何。我们将分析克尔（Kerr）黑洞的奇点结构、事件视界与能层（Ergosphere），并讨论彭罗斯过程在能量提取中的理论基础。内容将涉及黎曼几何中曲率张量的物理意义，以及如何通过共变导数来处理场方程在弯曲时空中的形式。 第八章：引力波天文学的爆发与多信使观测 引力波的直接探测标志着人类观测能力的飞跃。本章将详细分析双黑洞和黑洞-中子星并合事件的波形（Waveform）建模，特别是数值相对论在模拟这些极端事件中的作用。我们将讨论如何利用LIGO/Virgo/KAGRA探测器的数据，对引力常数（G）的稳定性进行检验，并解释引力波与电磁波多信使观测（如GW170817）如何为中子星内部状态方程提供约束。 第九章：暗物质、暗能量与宇宙学未来 现代宇宙学的核心难题在于“暗”的成分。本章将综合介绍宇宙微波背景（CMB）的观测结果（如Planck卫星数据），用以构建$Lambda$CDM模型。我们将区分暗物质的候选粒子（如WIMPs、轴子）及其间接探测、直接探测实验的原理和挑战。对于暗能量，本章将探讨其状态方程的演化，并简要介绍“哈勃张力”等当前宇宙学观测不一致性的前沿研究。最后，本书将以对宇宙学未来图景的探讨收尾，展望更高精度观测对现有模型的检验与修正。 本书适合对粒子物理、量子信息和宇宙学有浓厚兴趣，并渴望跨越基础教材，直接接触现代物理研究热点和复杂理论框架的读者。

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