Autor: Donald H. Perkins

ISBN: 978-83-01-14246-9

Ilość stron: 426

Data wydania: 11/2012 (wydanie II)

Doskonały podręcznik rejestrujący niezwykle szybki i burzliwy rozwój fizyki wysokich energii, zarówno w sferze doświadczalnej, jak i teoretycznej, który nastąpił w ciągu ostatnich dwudziestu lat. Fizycy dokonali kilku przełomowych odkryć eksperymentalnych.

Zaobserwowano bozony pośrednie W i Z, co stanowiło dobitnie potwierdzenie teoretycznego modelu oddziaływań elektrosłabych, zebrano dane dowodzące oscylacji neutrin atmosferycznych i potwierdzono przypuszczenia, iż neutrina nie są cząstkami bezmasowymi, odkryta została ciemna materia we Wszechświecie, powstała niezwykle ważna teoria – Model Standardowy itd.

Wszystko, co ważnego odkryli i wymyślili fizycy wysokich energii w latach 80. i 90., znajdzie czytelnik w nowym wydaniu podręcznika Perkinsa.

Rozdziały:

Rozdział 1. Kwarki i leptony
1.1. Wstęp
1.2. Model standardowy w fizyce cząstek elementarnych
1.3. Klasyfikacja cząstek:f ermiony i bozony
1.4. Cząstki i antycząstki
1.5. Równania falowe dla cząstki swobodnej
1.6. Stany o określonej skrętności:zachowanie skrętności
1.7. Leptony
1.8. Kwarki
1.9. Kosmiczne związki
Zadania

Rozdział 2. Oddziaływania i pola
2.1. Klasyczny i kwantowy obraz oddziaływań
2.2. Teoria Yukawy
2.3. Propagator bozonu
2.4. Diagramy Feynmana
2.5. Oddziaływania elektromagnetyczne
2.6. Renormalizacja i niezmienniczość względem cechowania
2.7. Oddziaływania silne
2.8. Oddziaływania słabe i elektrosłabe
2.9. Oddziaływania grawitacyjne
2.10. Przekroje czynne
2.11. Rozpady i rezonanse
Zadania

Rozdział 3. Zasady niezmienniczości i prawa zachowania
3.1. Operatory translacji i obrotu
3.2. Inwersja przestrzenna
3.3. Spin i parzystość pionu
3.4. Parzystość cząstek i antycząstek
3.5. Doświadczenia sprawdzające zachowanie parzystości
3.6. Niezmienniczość względem sprzężenia ładunkowego
3.7. Zachowanie ładunku i niezmienniczość względem cechowania
3.8. Zachowanie liczb barionowej i leptonowej
3.9. Niezmienniczość względem CPT
3.10. Łamanie symetrii względem CP i T
3.11. Elektryczny moment dipolowy neutronu
3.12. Symetria izospinowa
3.13. Izospin w układzie dwóch nukleonów i układzie pion–nukleon
3.14. Izospin, dziwność i hiperładunek
Zadania

Rozdział 4. Hadrony i kwarki
4.1. Stany q¯qkwarków powabnych i pięknych
4.2. Porównanie struktury poziomów kwarkonium i pozytonium
4.3. Dekuplet barionowy
4.4. Spin i kolor kwarków
4.5. Oktet barionowy
4.6. Układy kwark–antykwark:lekkie mezony pseudoskalarne
4.7. Lekkie mezony wektorowe
4.8. Inne testy modelu kwarkowego
4.9. Formuły masowe i rozszczepienie nadsubtelne
4.10. Elektromagnetyczne różnice mas i symetria izospinowa
4.11. Momenty magnetyczne barionów
4.12. Mezony zawierające kwark lekki i kwark ciężki
4.13. Kwark top
Zadania

Rozdział 5. Oddziaływania leptonów z kwarkami
5.1. Proces e+e− → μ+μ−
5.2. Anihilacja e+e−whadrony
5.3. Rozpraszanie elektronów na mionach:e −μ+→e−μ+
5.4. Rozpraszanie neutrin na elektronach νee → νee
5.5. Elastyczne rozpraszanie leptonów na nukleonach
5.6. Rozpraszanie głęboko nieelastyczne i partony
5.7. Rozpraszanie głęboko nieelastyczne i kwarki
5.8. Wyniki doświadczalne dla funkcji rozkładu kwarków w nukleonie
5.9. Reguły sum
5.10. Podsumowanie
Zadania

Rozdział 6. Oddziaływania międzykwarkowe i chromodynamika kwantowa
6.1. Kolorowe stopnie swobody
6.2. Potencjał QCD na małych odległościach
6.3. Potencjał QCD na dużych odległościach: model strunowy
6.4. Dżety gluonowe w anihilacji e+e−
6.5. Efektywne stałe sprzężenia w QED i QCD
6.6. Ewolucja funkcji struktury w rozpraszaniu głęboko nieelastycznym
6.7. Gluonium i plazma kwarkowo–gluonowa
Zadania

Rozdział 7. Oddziaływania słabe
7.1. Klasyfikacja oddziaływań słabych
7.2. Uniwersalność leptonów
7.3. Jądrowy rozpad β: t eoria Fermiego
7.4. Odwrotny rozpad β: oddziaływ ania z udziałem neutrin
7.5. Niezachowanie parzystości w rozpadzie β
7.6. Skrętność neutrina
7.7. Sprzężenie V − A
7.8. Zasada zachowania dla prądów słabych
7.9. Bozony W i stała Fermiego
7.10. Rozpad pionu i mionu
7.11. Słabe prądy neutralne
7.12. Zaobserwowanie bozonów W± i Z0 w zderzeniach p¯p
7.13. Produkcja Z0 w kolajderach e+e−
7.14. Słabe rozpady kwarków. Model GIM i macierz CKM
7.15. Obojętne mezony K
7.16. Niezachowanie CP w rozpadach obojętnych kaonów
7.17. Niezachowanie CPakosmologia
7.18. Mieszanie mezonów D0– ¯D0 i B0–¯B0
Zadania

Rozdział 8. Oddziaływania elektrosłabe i model standardowy
8.1. Wstęp
8.2. Wyrażenia rozbieżne w teorii oddziaływań słabych
8.3. Wprowadzenie prądów neutralnych
8.4. Model Weinberga–Salama
8.5. Masy bozonów pośredniczących
8.6. Sprzężenia leptonów i kwarków w modelu elektrosłabym
8.7. Rozpraszanie neutrin przez wymianę Z
8.8. Asymetrie w rozpraszaniu spolaryzowanych elektronów na deuteronie
8.9. Doświadczenia przy energiach bliskich rezonansu Z
8.10. Dopasowanie do modelu standardowego i poprawki radiacyjne
8.11. Produkcja par W+W−
8.12. Spontaniczne łamanie symetrii i mechanizm Higgsa
8.13. Produkcja i detekcja cząstek Higgsa
Zadania

Rozdział 9. Zjawiska wykraczające poza model standardowy
9.1. Supersymetria
9.2. Teorie wielkiej unifikacji:model SU(5)
9.3. Skala energii unifikacji i kąt mieszania dla oddziaływań słabych
9.4. Supersymetryczny model SU(5)
9.5. Rozpad protonu
9.6. Masy neutrin: neutrina Diraca i Majorany
9.7. Oscylacje neutrin
9.8. Monopole magnetyczne
9.9. Superstruny
Zadania

Rozdział 10. Fizyka cząstek elementarnych i kosmologia
10.1. Prawo Hubble’a i rozszerzający się Wszechświat
10.2. Równanie Friedmanna
10.3. Kosmiczne mikrofalowe promieniowanie reliktowe:gorący Wielki Wybuch
10.4. Era dominacji promieniowania i era dominacji materii
10.5. Nukleosynteza podczas Wielkiego Wybuchu
10.6. Asymetria między liczbą barionów i antybarionów
10.7. Ciemna materia
10.8. Inflacja
10.9. Astronomia neutrinowa:SN 1987A
Zadania

Rozdział 11. Metody doświadczalne
11.1. Akceleratory
11.2. Akceleratory z wiązkami przeciwbieżnymi
11.3. Zespoły akceleratorów
11.4. Separatory cząstek wtórnych
11.5. Oddziaływanie cząstek naładowanych i promieniowania z materią
11.6. Detektory pojedynczych cząstek naładowanych
11.7. Detektory kaskad i kalorymetry
Zadania

Dodatek A. Cząstki elementarne
Dodatek B. Najważniesze wydarzenia w historii fizyki cząstek elementarnych
Dodatek C. Współczynniki Clebscha–Gordana i funkcje d
Dodatek D. Harmoniki sferyczne, funkcje d i współczynniki Clebscha–Gordana
Dodatek E. Relatywistyczna normalizacja dla przekrojów czynnych i szybkości rozpadu
Glosariusz
Odpowiedzi do zadań