神奇的粒子世界

中文版前言译者的话引言 ／1 致谢／4 参考读物 ／4 短文 ／5 方 程／5第一章 初步知识／6 1．1 原子、原子核和粒子／6 1．2 光子／12 1．3 反粒子／14 1．4 质量和能量／16 1．5 事例 ／19 1．6 电子伏和其他单位／24 1．7 粒子名称和希腊字母／25 1．8 科学记数法／26第二章 标准模型／28 2．1 引言 ／28 2．2 能量和电荷守恒／31 2．3 量子数／33 2．4 颜色／36 2．5 电子中微子、电子数和交叉变换／38 2．6 第一代 ／41 2．7 代和力 ／45 2．8 自旋为1／2的粒子／48 2．9 自旋为1和2的粒子／53 2．10 力和相互作用／54 2．11 作用分类／55 2．12 电磁、弱、强、希格斯及引力相互作用 ／58 2．13 描绘相互作用／60 2．14 量子数的起源／63第三章 量子力学，混合／65 3．1 引言 ／65 3．2 双缝实验 ／65 3．3 几率幅和几率／70 3．4 卡比玻混合和CKM混合／75 3．5 中微子混合／82 3．6粒子混合／83第四章 能量、动量和质壳／87 4．1 引言 ／87 4．2 守恒定律／89 4．3 相对论／94 4．4 相对论不变性／99 4．5 关系式E=mc2／102第五章 探测器／105 5．1 引言／105 5．2 光电效应／110 5．3 气泡室 ／112 5．4 火花室 ／116 5．5 多丝正比室／118第六章 加速器与储存环／121 6．1 能量泡／121 6．2 加速器／124 6．3 次级束流／133 6．4 加速器的建造者／136第七章 欧洲核子研究组织中微子实验／143 7．1 引言／143 7．2 实验装置／148 7．3 中微子物理／152 7．4 第一个中微子实验／156 7．5 矢量玻色子／158 7．6 错过的机会／162 7．7 尾声／165第八章 粒子大家族／166 8．1 引言／166 8．2 束缚态／169 8．3 夸克束缚态的结构／170 8．4 束缚态的自旋／173 8．5 介子 ／174 8．6 重子 ／176 8．7 奇特粒子／178 8．8 发现夸克 ／178 8．9 三重态与双重态及轻子夸克对称性 ／181第九章 粒子理论／184 9．1 导论 ／184 9．2 费曼规则 ／186 9．3 无穷大／192 9．4 微扰论 ／196 9．5 重整化／198 9．6 弱相互作用 ／200 9．7 康普顿散射／202 9．8 中性矢量玻色子 ／204 9．9 粲夸克／207 9．10 希格斯粒子 ／209 9．11 一般的希格斯耦合 ／210 9．12 推测 ／211 9．13 p参数／212第十章 寻找希格斯粒子 ／213第十一章 量子色动力学／219 11．1 简介 ／219 11．2 禁闭 ／221 11．3 渐近自由 ／222 11．4 标度性／224第十二章 尾声／227

20世纪见证了物理学无与伦比的进步。如果说，前半叶由相对论和量子力学所主导，那么毋庸置疑，后半叶的明星就是粒子物理学。毫不夸张地说，我们生活的世界乃至整个宇宙都是由这些粒子及其所遵从的物理规律决定的。 《神奇的粒子世界》由马丁纽斯·韦尔特曼所著，本书是国际著名物理学家、诺贝尔物理学奖得主马丁纽斯·韦尔特曼的科普代表作。作者用生动通俗的语言描述了粒子物理的过去、现在和未来，以及那些优秀的物理学家们工作和生活的趣事，带我们走入奇妙的粒子物理世界，也让我们距离神奇宇宙的最终谜底更近一步。 本书适合所有对现代物理特别是粒子物理及其发展史感兴趣的读者阅读。作者简介： 马丁纽斯·韦尔特曼 1931年出生于荷兰瓦尔威克，毕业于荷兰乌德勒支大学。起初，他是位于瑞士日内瓦的欧洲核子研究组织(CERN)的成员，后来成为乌德勒支大学理论物理学教授。他和他的学生霍夫特一起发展了规范场理论的数学形式。1977年，他导出了一个能给出顶夸克质量预言的方程。1981年，他受聘于密歇根大学。退休以后，他回到了荷兰。顶夸克于1995年在费米国家实验室被发现，它的质量与所预言的一致。1999年，霍夫特和韦尔特曼共享了诺贝尔物理学奖，以表彰他们“阐明物理学中电弱相互作用的量子结构”。