粒子天体物理

Description

封面......Page 1 标题......Page 3 版权......Page 4 译者序......Page 7 第2版序......Page 9 目录......Page 13 第1部分 粒子和相互作用......Page 19 1.1 概述......Page 21 1.2 夸克和轻子......Page 22 1.3 费米子和玻色子：自旋—统计关系，超对称......Page 27 1.4 反粒子......Page 28 1.5 基本的相互作用：玻色子的交换......Page 30 1.6 玻色子和费米子的耦合......Page 32 1.7 夸克—胶子等离子体......Page 39 1.8 相互作用截面......Page 40 1.9 基本粒子散射截面的例子......Page 43 1.10 衰变和共振态......Page 48 1.11 共振态的例子......Page 51 1.12 新粒子......Page 53 1.13 总结......Page 54 习题......Page 55 2.1 狭义相对论中的坐标变换......Page 59 2.2 不变间隔和四矢量......Page 62 2.3 等效原理：引力场中的钟......Page 63 2.4 广义相对论......Page 68 2.5 史瓦西线元、史瓦西半径及黑洞......Page 69 2.6 质点引起的光的引力偏折（爱因斯坦星移）......Page 71 2.8 轨道进动......Page 73 2.9 Robertson-Walker线元......Page 74 2.10 牛顿引力的修正？......Page 76 2.11 相对论运动学：四动量，多普勒效应......Page 77 2.12 有固定靶和碰撞束的加速器......Page 78 习题......Page 79 3.1 变换以及欧拉.拉格朗日方程......Page 81 3.2 转动......Page 82 3.3 宇称算符......Page 83 3.4 宇称守恒及内秉宇称......Page 84 3.5 弱相互作用中的宇称破坏......Page 86 3.6 螺旋度和螺旋度守恒......Page 87 3.8 规范变换和规范不变性......Page 90 3.9 超弦......Page 94 3.10 电弱理论中的规范不变......Page 95 3.11对称性自发破缺的希格斯机制......Page 96 3.12 跑动的耦合常数：弱电理论和量子色动力学与实验的比较......Page 98 3.14 CPT定理与CP和T对称......Page 105 3.15 中性K介子衰变中的CP破坏......Page 106 3.16 标准模型中的CP破坏：CKM矩阵......Page 108 3.17 总结......Page 111 习题......Page 112 4.1 无中微子的双贝塔衰变......Page 114 4.2 中微子质量与味道振荡......Page 116 4.3 大统一理论：质子衰变......Page 120 4.4 大统一和中微子跷跷极机制......Page 123 4.5 等级与超对称......Page 125 习题......Page 127 第2部分 早期宇宙......Page 129 5.1 哈勃膨胀......Page 131 5.3 弗里德曼方程......Page 137 5.4 能量密度源......Page 141 5.5 观测的能量密度......Page 144 5.6 宇宙的年龄和尺度......Page 146 5.7 减速参数：真空能／宇宙学常数的效应......Page 149 5.8 CMB辐射......Page 150 5.9 微波辐射的各向异性......Page 153 5.10 早期宇宙中的粒子和辐射......Page 154 5.11 光子和中微子密度......Page 156 5.12 辐射和物质时期：物质和辐射的退耦......Page 158 5.13 物质—辐射相等的时期......Page 160 5.14 总结......Page 162 习题......Page 163 6.1 原初核合成......Page 165 6.2 大爆炸中的重子产生以及物质—反物质不对称......Page 168 6.3 大爆炸中的重子—光子之比......Page 171 6.4 Sakharov判据......Page 173 6.5 重子—反重子不对称：可能的情形......Page 174 习题......Page 177 7.1 概述......Page 179 7.2 星系和星系团中的暗物质......Page 180 7.3 引力透镜......Page 182 7.4 从引力透镜得到的暗物质证据......Page 183 7.5 引力透镜产生的放大效应：微引力透镜和MACHOs......Page 186 7.6 透镜概率：光深......Page 189 7.8 中微子......Page 190 7.9 轴子......Page 192 7.10 类轴子粒子......Page 193 7.11 弱相互作用大质量粒子......Page 194 7.12 期待的WIMP反应截面和事件率......Page 197 7.13 WIMP的实验搜寻......Page 199 7.14 暗能量：高红移超新星和大z值处的哈勃图......Page 201 7.15 真空能：卡西米尔效应......Page 207 7.16 宇宙学常数和暗能量中存在的问题......Page 208 7.17 总结......Page 210 习题......Page 211 8.1 概述......Page 213 8.2 星系和星系际的磁场......Page 214 8.3 视界和平坦性疑难......Page 215 8.4 暴胀......Page 217 8.5 混沌暴胀......Page 221 8.6 量子涨落和暴胀......Page 223 8.7 原初涨落谱......Page 224 8.8 大尺度结构：引力塌缩和金斯质量......Page 226 8.9 膨胀宇宙中的结构增长......Page 229 8.10 辐射时期涨落的演化......Page 230 8.11 从涨落谱得出的中微子质量的宇宙学极限......Page 235 8.12 物质主导时期涨落的增长......Page 236 8.13 CMB的温度涨落和各向异性......Page 237 8.14 各向异性的角谱：分布中的“声学峰”......Page 240 8.15 CMB各向异性的实验观测和解释......Page 245 8.16 宇宙微波辐射的偏振......Page 247 8.17 总结......Page 248 习题......Page 249 第3部分 宇宙中的粒子和辐射......Page 251 9.1 概述......Page 253 9.2 宇宙线的成分和谱......Page 254 9.3 地球磁场和太阳效应......Page 257 9.4 宇宙线的加速......Page 261 9.5 次级宇宙辐射：π介子和μ子——硬成分和软成分......Page 263 9.6 带电粒子和辐射在物质中的穿行......Page 264 9.7 电磁级联的形成......Page 267 9.9 广延大气簇射的探测......Page 269 9.10 γ射线点源......Page 271 9.11 γ射线暴......Page 273 9.12 超高能宇宙线簇射：GzK截断......Page 275 9.13 超高能宇宙线的点源......Page 277 9.14 射电星系和类星体......Page 278 9.15 大气层中微子：中微子振荡......Page 282 9.16 太阳中微子......Page 285 9.17 物质中的中微子振荡......Page 288 9.18 高能中微子的点源......Page 289 9.19 引力辐射......Page 291 9.20 脉冲双星......Page 292 9.21 引力波的探测......Page 294 9.22 总结......Page 295 习题......Page 297 10.2 恒星的早期演化......Page 299 10.3 氢燃烧：太阳内部的p—p链......Page 302 10.4 氦燃烧及碳氧产物......Page 305 10.5 重元素产物......Page 306 10.6 电子简并压与恒星的稳定性......Page 307 10.7 白矮星......Page 310 10.8 恒星塌缩：Ⅱ型超新星......Page 311 10.9 来自SNl987A的中微子......Page 313 10.10 中子星与脉冲星......Page 316 10.11 黑洞......Page 318 10.12 黑洞的霍金辐射......Page 320 习题......Page 322 附录A 物理常数表......Page 324 附录B 汤川理论和玻色子的传播子......Page 326 附录C 早期宇宙中结构的微扰增长......Page 328 附录D 太阳中微子相互作用的MSW机制......Page 332 习题答案......Page 335 参考文献......Page 348 参考书目......Page 353 索引......Page 355