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内容大纲
本书内容涵盖量子场论基础及后续发展,是考虑国内研究生的学习情况而撰写的量子场论入门书籍。
本书第1章简要地叙述了量子场论的建立渊源和发展历程,有助于初学者掌握量子场论的发展线索。之后的前半部分,第二版保持了第一版的系统和风格,首先引导读者掌握量子场论的基础和基本技巧,如对称性与守恒量,自由标量场、旋量场和电磁场的量子化,相互作用量子场论和5矩阵理论,解析性质和色散关系,微扰论,重整化理论等。接下来,第二版将第一版中的第16章拆分和扩充,以较完整的篇幅讲授非Abel规范场论,包括非Abel规范场、量子色动力学、电弱统一理论、重整化群方程的应用、红外发散与因子化等。本书内容着重叙述物理图像,同时也给出了必要的数学推导。第二版每章后面增加了少量习题,特别注意增加一些紧扣科学研究前沿的习题。
本书适合作为理论物理及相关领域研究生的教材或参考书,也可供刚进入此领域的青年教师和青年科研人员参考。 -
作者介绍
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目录
第1章 量子场论的创立和发展
1.1 量子场论的创立
1.2 量子场论的发展
习题
第2章 经典场、对称性和Noether定理
2.1 力学系统的最小作用量原理和运动方程
2.2 经典场系统的最小作用量原理和运动方程
2.3 对称性和Noether定理
习题
第3章 定域场的Lorentz变换性质:标量场、旋量场、电磁场
3.1 Lorentz变换和Lorentz群
3.2 定域场的变换性质
3.3 自由标量场
3.4 自由旋量场
3.5 旋量场双线性协变量
3.6 零质量旋量场
3.7 自由电磁场
习题
第4章 自由标量场量子化
4.1 正则量子化
4.2 实标量场量子化
4.3 复标量场量子化
4.4 Klein-Gordon场的传播子
4.5 量子力学中的路径积分量子化
4.6 标量场路径积分量子化
习题
第5章 自由Dirac场量子化
5.1 自由Dirac场量子化
5.2 Dirac场的正、反粒子态
5.3 Dirac场传播子
5.4 旋量场路径积分量子化方法
习题
第6章 自由Maxwell场量子化
6.1 电磁场正则量子化困难
6.2 电磁场不定度规量子化
6.3 电磁场传播子
6.4 电磁场路径积分量子化方法
习题
第7章 分立对称性(P, C, T)和守恒量
7.1 空间反射对称性和宇称P
7.2 正、反粒子对称性和电荷共轭宇称C
7.3 时间反演对称性T
习题
第8章 自然界中相互作用的类型和形式
8.1 电磁相互作用
8.2 强相互作用——π-N有效耦合拉氏密度
8.3 强相互作用与SU(3)对称性
8.4 弱相互作用低能唯象理论
习题
第9章 相互作用场CPT变换和CPT定理
9.1 相互作用场CPT变换
9.2 CPT定理
习题
第10章 S矩阵理论和表象
10.1 三种表象和变换矩阵U(t, t0)
10.2 相互作用表象和Heisenberg表象
10.3 Heisenberg表象态矢和单粒子波函数
10.4 Heisenberg表象有源场和渐近条件
10.5 Heisenberg表象中的S矩阵元
习题
第11章 量子场论基本公理与S矩阵元约化公式
11.1 相对论不变性和微观因果性
11.2 质量谱条件和完备性
11.3 渐近条件
11.4 S矩阵元约化公式
11.5 传播函数的谱表示
11.6 散射振幅的Chew-Low方程
习题
第12章 解析性质和色散关系
12.1 经典理论中的色散关系和Titchmarsh定理
12.2 散射振幅的色散部分和吸收部分
12.3 向前散射振幅的解析性质
12.4 向前散射振幅的色散关系
12.5 非向前散射振幅的色散关系
12.6 散射振幅的Dyson表示
习题
第13章 S矩阵元和微扰论
13.1 相互作用表象和S矩阵元级数展开
13.2 编时乘积和正规乘积
13.3 Wick定理
13.4 正规乘积所表示的物理过程
13.5 Feynman图和Feynman规则
13.6 路径积分下的微扰论
习题
第14章 最低阶微扰论应用举例
14.1 S矩阵元、散射截面和衰变寿命
14.2 电子和光子的Compton散射过程
14.3 Bhabha散射和电子-正电子湮灭为μ子对过程
14.4 μ子衰变
习题
第15章 圈图修正与重整化理论
15.1 有限单圈图修正
15.2 发散积分和表面发散度
15.3 发散积分维数正规化
15.4 单圈图重整化
15.5 Ward-Takahashi恒等式
15.6 原始发散图和Furry定理
15.7 超出单圈图的重整化理论
15.8 带电轻子反常磁矩和QED高阶修正
习题
第16章 非Abel规范对称性和量子化
16.1 非Abel规范场相互作用
16.2 非Abel规范场量子化
16.3 规范理论的Feynman规则
16.4 Becchi-Rouet-Stora-Tyutin(BRST)对称性
习题
第17章 量子色动力学
17.1 电子-质子深度非弹性散射实验
17.2 SU(3)色规范群
17.3 量子色动力学的拉氏密度
17.4 量子色动力学在协变规范下的Feynman规则
17.5 维数正规化和减除方案
17.6 单圈图下的重整化常数
17.7 抵消项和完整的Feynman规则
17.8 单圈图近似β(g)函数和渐近自由
习题
第18章 电磁相互作用和弱相互作用统一理论
18.1 弱相互作用有效理论的局限性
18.2 自发对称性破缺
18.3 电磁相互作用和弱相互作用统一理论
18.4 Cabibbo-Kobayashi-Maskawa混合矩阵
18.5 量子反常
习题
第19章 重整化群方程
19.1 重整化群
19.2 重整化群方程
19.3 重整化群方程的解
19.4 跑动耦合常数与固定点
19.5 复合算符重整化
19.6 部分子分布函数
19.7 遍举过程中分布振幅的演化方程
习题
第20章 红外发散与因子化
20.1 正负电子湮灭为夸克对的单圈辐射修正
20.2 算符乘积展开与正负电子湮灭
20.3 算符乘积展开与深度非弹性散射
20.4 深度非弹性散射过程的因子化与单圈散射系数的抽取
习题
附录A 约定和符号
附录B Dirac旋量和γ矩阵
附录C 分立对称性
附录D Feynman参数公式和D维空间代数
附录E QCD中的单圈重整化常数
参考文献
名词索引
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