中外物理学精品书系：现代粒子物理学导论（第三版）（英文影印版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[巴基斯坦] 法耶兹丁（Fayyazuddin），[巴基斯坦] 里亚兹丁 著

图书标签:

• 物理学
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• 现代物理学
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• 影印版
• 高等教育
• 学术研究
• 物理学导论
• 中外物理学精品书系
• 第三版

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301251744

版次：1

商品编码：11645787

包装：平装

丛书名： 中外物理学精品书系

开本：16开

出版时间：2015-01-01

用纸：胶版纸

页数：684

编辑推荐

　　粒子物理依然是人类探索微观世界的前沿，某种意义上说也是整个现代物理学的基础。《中外物理学精品书系：现代粒子物理学导论（第三版）（英文影印版）》是一本内容非常丰富的专著，对于粒子物理的研究者来说是难得的参考书。对于初学者也是很好的教材。

内容简介

　　《中外物理学精品书系：现代粒子物理学导论（第三版）（英文影印版）》涵盖了粒子物理各种方向，包括量子电动力学、夸克模型、标准模型等等。在理论和实验两方面都进行了系统讲解。此外，本书还着重讨论了天体物理、宇宙学和粒子物理学的交叉研究，即天体粒子物理学。
　　《中外物理学精品书系：现代粒子物理学导论（第三版）（英文影印版）》适合粒子物理、核物理、天体物理等领域的研究者和研究生阅读。

作者简介

　　（巴基斯坦）法耶兹丁，巴基斯坦国家物理中心教授。

目录

Preface vii1. Introduction 11.1 Fundamental Forces . 11.1.1 The Gravitational Force 21.1.2 The Weak Nuclear Force 21.1.3 The Electromagnetic Force . 31.1.4 The Strong Nuclear Force 41.2 Relative Strength of Four Fundamental Forces 41.3 Range of the Three Basic Forces 51.4 Classi_cation of Matter . 71.5 Strong Color Charges 91.6 Fundamental Role of Charges" in the Uni_cation of Forces 101.7 Strong Quark-Quark Force . 161.8 Grand Uni_cation 181.9 Units and Notation 191.10 Problems . 211.11 References . 212. Scattering and Particle Interaction 232.1 Introduction 232.2 Kinematics of a Scattering Process . 262.3 Interaction Picture 312.4 Scattering Matrix （S-Matrix） 322.5 Phase Space 362.6 Examples . 392.6.1 Two-body Scattering 392.6.2 Three-body Decay 412.7 Electromagnetic Interaction . 502.8 Weak Interaction . 522.9 Hadronic Cross-section 552.10 Problems . 562.11 References . 583. Space-Time Symmetries 593.1 Introduction 593.1.1 Rotation and SO（3） Group . 603.1.2 Translation 623.1.3 Lorentz Group 633.2 Invariance Principle . 653.2.1 U Continuous 653.2.2 U is Discrete （e.g. Space Reection） 663.3 Parity . 663.4 Intrinsic Parity 683.4.1 Intrinsic Parity of Pion . 703.5 Parity Constraints on S-Matrix for Hadronic Reactions 713.5.1 Scattering of Spin 0 Particles on Spin 12 Particles 713.5.2 Decay of a Spin 0+ Particle into Three SpinlessParticles Each Having Odd Parity . 723.6 Time Reversal 733.6.1 Unitarity . 743.6.2 Reciprocity Relation . 753.7 Applications 763.7.1 Detailed Balance Principle . 763.8 Unitarity Constraints 773.8.1 Two-Particle Partial Wave Unitarity 793.9 Problems . 853.10 References . 904. Internal Symmetries 914.1 Selection Rules and Globally Conserved Quantum Numbers 914.2 Isospin . 974.2.1 Electromagnetic Interaction and Isospin 1004.2.2 Weak Interaction and Isospin 1014.3 Resonance Production 1014.3.1 _-resonance . 1034.3.2 Spin of _ . 1034.4 Charge Conjugation . 1074.5 G-Parity 1124.6 Problems . 1134.7 References . 1175. Unitary Groups and SU（3） 1195.1 Unitary Groups and SU（3） . 1195.2 Particle Representations in Flavor SU（3） 1245.2.1 Mesons 1265.2.2 Baryons 1285.3 U-Spin . 1325.4 Irreducible Representations of SU（3） 1345.4.1 Young's Tableaux 1355.5 SU（N） . 1415.6 Applications of Flavor SU（3） 1455.6.1 SU（3） Invariant BBP Couplings 1455.6.2 VPP Coupling 1465.7 Mass Splitting in Flavor SU（3） . 1485.8 Problems . 1545.9 References . 1586. SU（6） and Quark Model 1596.1 SU（6） . 1596.1.1 SU（6） Wave Function for Mesons . 1606.2 Magnetic Moments of Baryons . 1646.3 Radiative Decays of Vector Mesons . 1706.4 Radiative Decays （Complementary Derivation） 1766.4.1 Mesonic Radiative Decays V = P + . 1766.4.2 Baryonic Radiative Decay . 1776.5 Problems . 1796.6 References . 1807. Color, Gauge Principle and Quantum Chromodynamics 1817.1 Evidence for Color 1817.2 Gauge Principle 1847.2.1 Aharanov and Bohm Experiment . 1867.2.2 Gauge Principle for Relativistic Quantum Mechanics 1887.3 Non-Abelion Local Gauge Transformations （Yang-Mills） . 1907.4 Quantum Chromodynamics （QCD） . 1947.4.1 Conserved Current . 1977.4.2 Experimental Determinations of _s（q2） andAsymptotic Freedom of QCD 1997.5 Hadron Spectroscopy . 2027.5.1 One Gluon Exchange Potential . 2027.5.2 Long Range QCD Motivated Potential 2057.5.3 Spin-Spin Interaction 2097.6 The Mass Spectrum . 2097.6.1 Meson Mass Relations 2117.6.2 Baryon Mass Spectrum . 2137.7 Problems . 2177.8 References . 2198. Heavy Flavors 2218.1 Discovery of Charm . 2218.1.1 Isospin 2238.1.2 SU（3） Classi_cation . 2238.2 Charm . 2248.2.1 Heavy Mesons 2248.2.2 The Fifth Quark Flavor: Bottom Mesons . 2288.2.3 The Sixth Quark Flavor: The Top . 2288.3 Strong and Radiative Decays of D_ Mesons 2298.4 Heavy Baryons 2328.5 Quarkonium 2338.6 Leptonic Decay Width of Quarkonium . 2378.7 Hadronic Decay Width 2388.8 Non-Relativistic Treatment of Quarkonium 2408.9 Observations . 2458.10 Tetraquark 2468.11 Problems . 2498.12 References . 2549. Heavy Quark E_ective Theory 2559.1 E_ective Lagrangian . 2559.2 Spin Symmetry of Heavy Quark . 2599.3 Mass Spectroscopy for Hadrons with One Heavy Quark . 2649.4 The P-wave Heavy Mesons: Mass Spectroscopy 2699.5 Decays of P-wave Mesons 2759.6 Problems . 2779.7 References . 27710. Weak Interaction 27910.1 V ?? A Interaction 27910.1.1 Helicity of the Neutrino . 28110.2 Classi_cation of Weak Processes 28110.2.1 Purely Leptonic Processes . 28110.2.2 Semileptonic Processes . 28310.2.3 Non-Leptonic Processes . 28710.2.4 _-Decay . 28810.2.5 Remarks . 28910.2.6 Semi-Leptonic Processes 29110.3 Baryon Decays 29210.4 Pseudoscalar Meson Decays . 29610.4.1 Pion Decay 29610.4.2 Strangeness Changing Semi-Leptonic Decays . 29710.5 Hadronic Weak Decays 29910.5.1 Non-Leptonic Decays of Hyperons . 29910.5.2 _I = 1/2 Rule for Hyperon Decays 30210.5.3 Non-leptonic Hyperon Decays in Non-RelativisticQuark Model . 30410.6 Problems . 30710.7 References . 31011. Properties of Weak Hadronic Currents and Chiral Symmetry 31111.1 Introduction 31111.2 Conserved Vector Current Hypothesis （CVC） . 31111.3 Partially Conserved Axial Vector Current Hypothesis（PCAC） 31411.4 Current Algebra and Chiral Symmetry . 31711.4.1 Explicit Breaking of Chiral Symmetry . 32011.4.2 An Application of Chiral Symmetry to Non-Leptonic Decays of Hyperons 32311.5 Axial Anomaly 32511.6 QCD Sum Rules . 32711.7 Problems . 32811.8 References . 32912. Neutrino 33112.1 Introduction 33112.2 Intrinsic Properties of Neutrinos 33212.3 Mass 33212.3.1 Constraints on Neutrino Mass . 33312.3.2 Dirac and Majorana Masses 33712.3.3 Fermion Masses in the Standard Model （SM） andSee-saw Mechanism . 33912.4 Neutrino Oscillations . 34312.4.1 Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein E_ect . 34512.4.2 Evolution of Flavor Eigenstates in Matter . 34912.5 Evidence for Neutrino Oscillations . 35112.5.1 Disappearance Experiments 35112.5.2 Appearance Experiments 35112.6 Neutrino Mass Models and Mixing Matrix and Symmetries 35512.7 Neutrino Magnetic Moment . 36012.8 Problems . 36212.9 References . 36313. Electroweak Uni_cation 36513.1 Introduction 36513.2 Spontaneous Symmetry Breaking and Higgs Mechanism . 36613.2.1 Higgs Mechanism 36813.2.2 Gauge Symmetry Breaking for Chiral U1U2 Group 36913.3 Renormalizability . 37213.4 Electroweak Uni_cation . 37413.4.1 Experimental Consequences of the ElectroweakUni_cation 38113.4.2 Need for Radiative Corrections . 38213.4.3 Experiments which Determine sin2 _W 38713.5 Decay Widths of W and Z Bosons . 38913.6 Tests of Yang-Mills Character of Gauge Bosons 39513.7 Higgs Boson Mass 39913.8 Upper Bound . 39913.8.1 Unitarity . 39913.8.2 Finiteness of Couplings . 40013.9 Standard Model, Higgs Boson Searches, Production at Decays 40113.9.1 LEP-2 40113.9.2 LHC and Tevatron . 40213.10 Two Higgs Doublet Model （2HDM） . 40613.11 GIM Mechanism . 41113.12 Cabibbo-Kobayashi-Maskawa Matrix 41413.13 Axial Anomaly 41613.14 Problems . 42113.15 References . 42314. Deep Inelastic Scattering 42514.1 Introduction 42514.2 Deep-Inelastic Lepton-Nucleon Scattering . 42714.3 Parton Model . 43114.4 Deep Inelastic Neutrino-Nucleon Scattering 43614.5 Sum Rules . 43914.6 Deep-Inelastic Scattering Involving Neutral Weak Currents 44614.7 Problems . 44714.8 References . 45015. Weak Decays of Heavy Flavors 45115.1 Leptonic Decays of _ Lepton 45115.2 Semi-Hadronic Decays of _ Lepton . 45315.2.1 Special Cases . 45415.3 Weak Decays of Heavy Flavors . 45715.3.1 Leptonic Decays of D and B Mesons . 45815.3.2 Semileptonic Decays of D and B Mesons . 45915.3.3 （Exclusive） Semileptonic Decays of D and B Mesons 46415.3.4 Weak Hadronic Decays of B Mesons 47115.3.5 Inclusive Hadronic B Decays 47615.3.6 Radiative Decays of Bq Mesons 47815.4 Inclusive Hadronic Decays of D-Mesons 47915.4.1 Scattering and Annihilation Diagrams . 48015.5 Problems . 48415.6 References . 48716. Particle Mixing and CP-Violation 48916.1 Introduction 48916.2 CPT and CP Invariance . 49216.3 CP-Violation in the Standard Model 49416.4 Particle Mixing 49716.5 K0 ?? _K0 Complex and CP-Violation in K-Decay . 50416.6 B0 ?? _B0 Complex 51116.7 CP-Violation in B-Decays 51516.8 CP-Violation in Hadronic Weak Decays of Baryons 51816.9 Problems . 52216.10 References . 52317. Grand Uni_cation, Supersymmetry and Strings 52517.1 Grand Uni_cation 52517.1.1 q2 Evolution of Gauge Coupling Constants and theGrand Uni_cation Mass Scale . 52917.1.2 General Consequences of GUTS 53117.2 Poincar_e Group and Supersymmetry 53417.2.1 Introduction . 53417.2.2 Poincar_e group . 53717.2.3 Two-Component Weyl Spinors . 53917.2.4 Spinor Algebra, Supersymmetry 54017.2.5 Supersymmetric Multiplets . 54217.3 Supersymmetry and Strings . 54417.3.1 Introduction . 54417.3.2 Supersymmetry . 54517.4 String Theory and Duality 54817.4.1 M-theory . 55017.5 Some Important Results . 55217.6 Conclusions 55217.7 Problems . 55217.8 References . 55418. Cosmology and Astroparticle Physics 55718.1 Cosmological Principle and Expansion of the Universe 55718.2 The Standard Model of Cosmology . 559G18.3 Cosmological Parameters and the Standard Model Solutions 56218.4 Accelerating Universe and Dark Energy 56618.4.1 Evidence from Supernovae . 56718.4.2 Evidence from CMB Data . 56818.4.3 Quintessence . 57118.4.4 Modi_ed Gravity 57318.5 Hot Big Bang: Thermal History of the Universe 57418.5.1 Thermal Equilibrium 57418.5.2 The Radiation Era . 57618.6 Freeze Out 58118.7 Limit on Neutrino Mass . 58418.8 Primordial Nucleosynthesis . 58518.9 Ination 58818.9.1 Horizon Problem . 58818.9.2 Flatness Problem 59018.9.3 Realization of Ination . 59118.9.4 Slow-roll Ination 59318.10 Baryogenesis . 59518.10.1 Sakharov's Conditions 59718.10.2 Various Scenarios for Baryogenesis . 59818.10.3 Leptogenesis . 60118.11 Problems . 60618.12 References . 607Appendix A Quantum Field Theory 609A.1 Spin 0 Field 609A.2 Spin 1/2 Particle . 611A.2.1 Pauli Representation of Matrices 612A.2.2 Weyl Representation of Matrices . 613A.3 Trace of Matrices 616A.4 Spin 1 Field 618A.5 Massive Spin 1 Particle . 619A.6 Feynman Rules for S-Matrix in Momentum Space . 620A.7 Application of Feynman Rules 621A.7.1 e+e??!Hadrons 624A.7.2 ElectronScatteringanStructurelessSpin1=2Target625A.8 Discrete Symmetries . 628A.8.1 Charge Conjugation . 628A.8.2 Space Reection . 631Electron Scattering and Structureless Spin 1=2 Target 625A.8.3 Time Reversal 632A.9 Problems . 633AppendixB Renormalization Group and Running Coupling Constant 639B.1 Feynman Rules for Quantum Chromodynamics 639B.2 Renormalization Group, Coupling Constant and AsymptoticFreedom . 640B.3 Running Coupling Constant in Quantum Electrodynamics（QED） . 645B.4 Running Coupling Constant for SU（2） Gauge Group . 646B.5 Renormalization Group and High Q2 Behavior of Green'sFunction 647B.5.1 Gluon Propagator 649B.5.2 Fermion Propagator . 650B.6 References for Appendices 652Index 653

前言/序言

好的，以下是根据您的要求，围绕“中外物理学精品书系：现代粒子物理学导论（第三版）（英文影印版）”这本书，撰写的另一本不同图书的详细简介，力求内容详实、自然流畅，避免任何AI痕迹。 --- 《天体物理前沿：宇宙结构的观测与理论基础》 （中外物理学精品书系·天体物理卷） 简介： 本书是“中外物理学精品书系”中面向天体物理学前沿研究与教学的又一力作。它聚焦于当代天体物理学最为活跃和基础的领域——宇宙结构的形成、演化及其背后的物理机制。全书内容兼顾了基础理论的严谨性与前沿观测技术的最新进展，旨在为高年级本科生、研究生以及致力于宇宙学和天体物理学研究的科研人员提供一份系统、深入且与时俱进的参考指南。 第一部分：宇宙学基础与标准模型 本书开篇深入回顾了现代宇宙学的基础框架。我们从爱因斯坦的广义相对论出发，详细推导了弗里德曼方程，阐释了宇宙膨胀的动力学本质。重点剖析了宇宙微波背景辐射（CMB）的物理起源、观测证据及其在确定宇宙学参数中的关键作用。对标准$Lambda ext{CDM}$模型进行了详尽的梳理，包括暗物质和暗能量的性质、密度的精确测量，以及它们在驱动宇宙大尺度结构形成中的核心地位。 我们专门辟出一章讨论了暴胀理论的各种模型及其对早期宇宙的印记。通过对CMB的极化（E模式和B模式）的深入分析，展示了如何从量子涨落过渡到经典的时空结构，以及对原初引力波的探测潜力。 第二部分：大尺度结构的形成与演化 本书的核心部分致力于解析宇宙中星系团、星系和宇宙网的形成过程。我们采用线性和非线性引力理论，详细阐述了物质密度涨落如何在线性增长阶段演化，并过渡到非线性的引力坍缩。 引力坍缩的数值模拟： 详细介绍了N体模拟（N-body simulation）的物理基础、数值方法（如树形算法、对等粒度方法）以及如何从模拟结果中提取出宇宙网的拓扑结构——包括空洞（voids）、纤维（filaments）和节点（nodes）。我们对比了冷暗物质（CDM）和温暗物质（WDM）在结构形成上的差异性预测。 星系形成中的冷却与反馈： 结构形成不仅是引力的游戏，还受到气体力学和恒星物理的强烈调控。书中细致讨论了星系气体冷却的物理过程（如冷却流与热晕的形成）、恒星形成（Star Formation）的效率、以及超大质量黑洞（SMBH）通过活动星系核（AGN）喷流对周围气体和恒星形成活动的“反馈”（Feedback）机制。这些反馈过程是解释星系质量函数和星系形态分布的关键。 第三部分：观测天体物理的利器 为了理解上述理论模型，本书投入大量篇幅介绍当前最前沿的观测手段及其数据分析方法。 星系巡天学： 对斯隆数字巡天（SDSS）、DESI（暗能量光谱仪）等大型星系巡天项目的数据采集、光谱分析和红移测量进行了详尽介绍。重点分析了星系团的探测技术（如弱引力透镜效应、X射线辐射和Sunyaev-Zel'dovich效应）在测定宇宙密度参数和检验暗能量方程状态上的贡献。 引力波天文学的新窗口： 虽然粒子物理学关注微观世界，但引力波天文学为我们提供了研究极端致密天体（如黑洞和中子星并合）的全新视角。本书简要介绍了LIGO/Virgo/KAGRA的探测原理，并探讨了这些事件（如GW170817）对核物理过程和宇宙早期重元素（R过程）起源的约束。 第四部分：暗能量的本质与未来挑战 暗能量作为宇宙加速膨胀的驱动力，是现代物理学面临的最大谜团之一。本部分系统梳理了当前对暗能量的主要候选模型——宇宙常数、标量场（如Quintessence）以及修改引力理论的观测限制。书中详细阐述了如何利用哈勃图（Hubble Diagram）、重子声学振荡（BAO）和大尺度结构演化来区分这些模型。 未来的方向： 最后，本书展望了下一代大型望远镜和空间任务（如詹姆斯·韦伯空间望远镜的深场观测、欧几里得任务）将如何进一步精确测量宇宙膨胀历史，并可能揭示出超越标准$Lambda ext{CDM}$模型的物理新现象。 本书特色： 本书的结构逻辑清晰，从广义相对论基础平稳过渡到复杂的数值模拟和前沿观测结果。它特别注重公式推导的完整性，确保读者能够掌握从基本原理到复杂计算的全过程。与侧重于基本粒子相互作用的著作不同，本书完全侧重于宏观尺度下的引力、物质和能量的相互作用，为读者构建一个完整、可证伪的宇宙模型。书中包含了大量的图表、实际案例分析和课后习题，旨在培养读者独立分析和解决天体物理问题的能力。 ---

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我对于“中外物理学精品书系”的引进一直非常期待，尤其当我知道《现代粒子物理学导论（第三版）》（英文影印版）也包含在其中时，更是感到欣喜。 现代粒子物理学，这个概念本身就充满了吸引力，它触及了我们对物质最基本构成单元的认知，以及支配这些单元相互作用的根本规律。能够有机会学习一本高质量的导论，对于我这样对物理学抱有浓厚兴趣但又缺乏系统学习途径的人来说，是极其宝贵的。我预期这本书的“导论”性质，意味着它会在必要时回顾一些基础概念，然后循序渐进地深入到现代粒子物理学的核心内容。 “第三版”的更新，让我对这本书的内容充满了期待。我希望书中能够涵盖标准模型及其最新验证，包括夸克、轻子、规范玻色子以及希格斯机制的详细阐述。同时，对于标准模型未能解释的现象，例如暗物质、暗能量、中微子质量问题，以及可能存在的超对称性等，也期待能有深入的探讨。英文影印版的形式，对我来说是绝佳的选择。我一直认为，直接阅读英文原版文献，能够最直接地理解作者的思路和表达方式，避免因翻译而带来的信息损失或理解偏差。这种形式也能够帮助我提升我的专业英语阅读能力。 “精品书系”的标签，让我对这本书的学术严谨性和内容深度有了更高的期望。我希望这本书的编排设计能够条理清晰，逻辑严密，用例丰富，能够帮助读者真正理解抽象的物理概念。对于想要构建起坚实粒子物理学理论基础的读者而言，这无疑是一个极具吸引力的选择。这本书的出现，无疑为我们提供了一个深入了解现代粒子物理学前沿的绝佳机会，让我能够更自信地踏入这个令人着迷的领域。

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