內容簡介
本書包括引言、標量場、矢量場、鏇量場、路徑積分、散射振幅與Feynman圖、QED、重正化、楊一Mills規範場和QCD、Giashow—Weinberg,Salam模型、結語等部分,針對具有狹義相對論和非相對論量子力學以及相應數學基礎的讀者,不使用群論的理論和概念,不要求讀者學過高等量子力學,著重闡述量子場論的基本原理、理論和概念,並結閤一些實際問題給齣具體和完整的計算,為讀者提供一個必需而又盡量簡約的量子場論基礎。電子為什麼會有反常磁矩?與電子電荷一樣基本的物理常數Weinberg角是什麼?誇剋之間的強作用為什麼有漸近自由?為什麼質量和電荷都是“跑動”的?質量的起源是什麼?這裏都有定量的解釋和迴答。也提到一些中國物理學傢的相關工作。本書可供對於量子場論的基本原理和理論有興趣的讀者參考,可以用作研究生或高年級本科生量子場論的教材或參考書。
作者簡介
王正行,1939年生,1962年北京大學物理係本科畢業,1965年北京大學物理係理論物理研究生畢業。北京大學物理學院教授。曾任國傢自然科學奬評審委員,北京大學校學術委員,北京大學技術物理係副主任。在量子力學的基礎和曆史發展,超導電性隧道體係,重核裂變理論,原子核的宏觀模型和性質,核物質,中能重離子碰撞,核天體物理,極端相對論性重離子碰撞等領域從事過科學研究。講授過本科生的普通物理學和量子力學,研究生的高等量子力學和量子場論,並從事相應的教學研究,為北京市優秀教師。發錶過百餘篇文章,著有《近代物理學》、《在解題中學習近代物理》和《量子力學原理》等。
內頁插圖
目錄
1 引言
1.1 量子場論的性質與特點
1.2 相對論協變性
1.3 Lagrange作用量原理
1.4 公式的簡化
2 標量場
2.1 實標量場及其量子化
2.2 實標量場的粒子性
2.3 復標量場及其量子化
2.4 規範變換及粒子的荷
3 矢量場
3.1 Maxwell場及其規範條件
3.2 場的角動量
3.3 Maxwell場的正則量子化
3.4 重矢量場
4 鏇量場
4.1 Weyl方程
4.2 Dirac方程
4.3 Dirac方程的變換性質
4.4 鏇量場的Jordan—Wigner量子化
4.5 微觀因果性原理
5 路徑積分
5.1 數學準備
5.2 路徑積分量子力學
5.3 標量場的路徑積分
5.4 標量場自由Green函數
5.5 鏇量場的路徑積分
6 散射振幅與Feynman圖
6.1 相互作用標量場
6.2 相互作用標量場的Green函數
6.3 S矩陣及其性質
6.4 S矩陣的計算公式
6.5 ∏-N散射振幅
6.6 散射截麵
附錄 一些r矩陣公式和求跡公式
7 QED
7.1 鏇量QED的Feynman規則.
7.2 Compton散射
7.3 另外幾個簡單的QED過程
7.4 等效外場近似
7.5 標量QED和∏-Y,散射
8 重正化
8.1 發散睏難
8.2 正規化
8.3 QED的單圈重正化
……
9 楊-Mills規範場和QCD
10 Glashow-Weinberg-Salam模型
11 結語
練習題
索引
精彩書摘
1 引言
1.1 量子場論的性質與特點
量子場論是粒子物理的基本理論 物理學的不同層次,有如下關係①:
實驗=唯象理論<=>基本理論<=>數學
在上述關係中,前兩部分是實驗物理,中間兩部分是理論物理,後兩部分則是數學物理。唯象理論是實驗物理與理論物理的相交部分,它反映瞭我們對物理世界初步的理解和認識;而基本理論則是理論物理與數學的相交部分,它反映瞭我們對物理世界深入的理解和認識。
物理世界的最深層次,是由電子、中微子、誇剋、核子、介子、光子、膠子、中間玻色子……等等各種各樣不同性質不同層次的粒子組成的粒子世界。關於各種粒子的性質、特點、運動和變化,以及它們之間的相互關係、作用與轉化,就是粒子世界的現象學。我們通過對粒子現象的綜閤、歸納、比較和分析,形成瞭對粒子世界理性的瞭解和認識,這就是粒子物理學。而粒子物理學的基本理論,則是量子場論。作為粒子物理的基本理論,量子場論是我們當今對粒子世界最深層次的瞭解和認識。粒子物理還在探索發展之中,所以量子場論是一門還在發展中的理論。
量子場論是粒子體係的動力學模型粒子物理是在時空中的物理,時空坐標(t,x,Y,z)是描述粒子運動的基本參數。粒子運動的主要特徵,是它們在時空中的産生和消滅。描述粒子在時空中産生和消滅的量,是在時空中分布的場。這種場描述的微觀粒子具有量子性,所以它是一種量子場。粒子之間存在相互作用,所以在相應的場之間存在耦閤。每種粒子都有各自的性質與特點,這錶現為各種場的具體對稱與變換性質。
①楊振寜,《楊振寜文集》,張奠宙編,上海師範大學齣版社,1998年,841頁。
前言/序言
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