Физика элементарных частиц

Description

Интересная попытка создать курс, близкий по смыслу к учебному курсу по данной теме. Задача автора крайне усложняется тем, что в физике элементарных частиц постоянно происходят изменения и открытия принципиального характера. Несмотря на эти трудности, автор удачно отобрал для изложения материал, достаточно утвердившийся, собрал и обсудил результаты, которые с большой степенью вероятности можно считать фундаментальными и неизменными. В результате получилась книга, в которой с большим педагогическим мастерством изложены теоретические методы и экспериментальные результаты, лежащие в основе физики элементарных частиц. Книга предназначена для научных сотрудников, аспирантов и студентов старших курсов, специализирующихся в области физики элементарных частиц. Особенно она полезна экспериментаторам, интересующимся общими теоретическими идеями и их связью с выводами экспериментов. Предисловие редактора русского издания ......Page 12 Предисловие к русскому изданию ......Page 14 Из предисловия автора ......Page 15 1.1. Перечень элементарных частиц ......Page 22 1.2. Взаимодействия элементарных частиц ......Page 26 1.3. Единицы ......Page 27 1.4. Некоторые обозначения ......Page 29 1.5. Релятивистская кинематика ......Page 30 1.6. S-матрица ......Page 33 1.7. Унитарность S-матрицы. Оптическая теорема ......Page 38 Литература ......Page 39 2.1. Общие замечания ......Page 40 2.3. Масса jx-частицы ......Page 43 2.4. Массы заряженного я-мезона и мюонного нейтрино ......Page 44 2.5. Масса нейтрального я-мезона ......Page 45 2.6. Масса заряженного /(-мезона ......Page 52 2.7. Масса нейтрального /(-мезона ......Page 53 2.8. Масса Л-частицы ......Page 54 2.9. Массы заряженных 2-частиц ......Page 55 2.11. Масса Н-частиц ......Page 57 Литература ......Page 58 § 3.2. Принцип детального равновесия ......Page 60 § 3.3. Спин заряженного я-мезона ......Page 65 § 3.4. Спин нейтрального я-мезона ......Page 67 § 3.5. Четность я-мезона ......Page 69 § 3.6. Качественное описание ядерных сил ......Page 71 § 3.7 Изотопический спин нуклона ......Page 74 § 3.8. Изотопический спин двух или более нуклонов ......Page 77 § 3.9. Изотопический спин я-мезонов ......Page 81 § 3.10. Изотопический спин и вторичное квантование ......Page 83 Литература ......Page 87 § 4.1. Обзор экспериментальных данных. Анализ по изотопическому спину ......Page 89 § 4.2. Угловые распределения и фазовый анализ ......Page 97 § 4.3. Влияние кулоновского взаимодействия на рассеяние я-мезонов нуклонами ......Page 101 § 4.4. Сравнение с экспериментальными данными ......Page 103 § 4.5. Неоднозначность в определении фаз ......Page 108 § 4.6. Поляризация нуклонов отдачи ......Page 109 § 4.7. Заключительные замечания ......Page 111 Литература ......Page 113 § 5.1. Основные понятия статической модели. Уравнение движения для мезонного поля ......Page 114 § 5.2. Асимптотические мезонные поля. S-матрица ......Page 117 § 5.3. Нерелятивистская редукционная техника ......Page 119 § 5.4. Уравнение Лоу ......Page 121 § 5.5. Гамильтониан взаимодействия ......Page 123 § 5.6. Введение фаз ......Page 126 § 5.7. Приближенное исследование уравнения Лоу. Вклады однонуклонных состояний ......Page 127 § 5.8. Вклады от состояний с одним нуклоном и одним мезоном ......Page 130 § 5.9. Одномезонное приближение. Формула эффективного радиуса ......Page 133 § 5.10. Релятивистская редукционная техника ......Page 138 § 5.11. Сведение элемента S-матрицы для я-мезон-нуклонного рассеяния к скалярным амплитудам ......Page 144 § 5.12. Случай рассеяния вперед ......Page 147 § 5.13. Дисперсионные соотношения для случая рассеяния вперед. Предварительное обсуждение ......Page 148 § 5.14. Доказательство дисперсионных соотношений для рассеяния вперед ......Page 150 § 5.15. Сравнение с экспериментальными данными ......Page 159 § 5.16. Заключительные замечания ......Page 163 Литература ......Page 164 § 6.1. Качественное сравнение данных по фоторождению при низких энергиях и рассеянию я-мезон — нуклон ......Page 166 § 6.2. Применение принципа детального равновесия к фоторождению я-мезонов ......Page 169 § 6.3. Угловые распределения я-мезонов в процессе фоторождения ......Page 173 § 6.4. Поляризация нуклонов отдачи. Четность более высоких нуклонных резонансов ......Page 185 Литература ......Page 188 § 7.1. Взаимодействие двух я-мезонов ......Page 189 § 7.2. Рождение я-мезонов при столкновениях я-мезон — нуклон ......Page 190 § 7.3. Дифференциальное поперечное сечение рассеяния я-мезонов я-мезонами ......Page 196 § 7.4. Сравнение рассчитанных величин с экспериментальными данными ......Page 199 § 7.5. Спин 2я-резонанса ......Page 201 § 7.6. Изотопический спин 2я-резонанса. р-мезон ......Page 203 § 7.7. Проверка теоретической формулы (7.34) ......Page 207 § 7.8. Множественное рождение мезонов при аннигиляции протонов с антипротонами, ©-мезон ......Page 209 § 7.9. Фазовый объем для рождения трех я-мезонов ......Page 210 § 7.10. Фазовый объем для распада со-мезона. Диаграммы Далица ......Page 216 § 7.11. Спин и четность «-мезона ......Page 220 § 7.12. т]-мезон и другие возможные резонансы в системах из многих я-мезонов ......Page 226 Литература ......Page 231 § 8.2. Рассеяние электрона внешним полем ......Page 233 § 8.3. Учет отдачи протона ......Page 238 § 8.4. Влияние конечности размера протона и его аномального магнитного момента ......Page 242 § 8.5. Формфакторы протона и нейтрона ......Page 245 § 8.6. Экспериментальные данные о формфакторах нуклона ......Page 248 § 8.7. Возможная связь между формфакторами и я-мезонными резонансами ......Page 250 Литература ......Page 254 § 9.1. Совместное рождение странных частиц и квантовое число «странность» ......Page 255 § 9.2. Изотопический спин странных частиц. Барионное число ......Page 257 § 9.3. Сохранение изотопического спина в реакциях с участием странных частиц ......Page 261 Литература ......Page 264 § 10.1. Обзор экспериментальных данных ......Page 265 § 10.2. Фазовый анализ рассеяния положительных /(-мезонов нуклонами ......Page 269 § 10.3. Рассеяние отрицательных /С-мезонов нуклонами ......Page 273 § 10.4. Влияние разностей масс в процессе перезарядки. Околопороговые особенности в сечениях ......Page 282 Литература ......Page 287 § 11.1. Резонансы, непосредственно наблюдаемые в рассеянии отрицательных /(-мезонов протонами ......Page 288 § 11.2. Резонансы с Г = 0, наблюдаемые при изучении взаимодействия в конечном состоянии частиц, рождающихся при столкновениях /(-мезонов с протонами ......Page 295 § 11.3. Резонансы с 7 = 1, наблюдаемые при изучении взаимодействия в конечном состоянии частиц, рождающихся при столкновениях отрицательных /(-мезонов с протонами ......Page 298 § 11.4. Определение спина резонанса по угловому распределению продуктов распада ......Page 303 § 11.5. Резонанс 3* со странностью, равной —2 ......Page 305 § 11.6. Резонанс К* со странностью, равной ±1 ......Page 308 Литература ......Page 314 § 12.1. Введение ......Page 316 § 12.2. Пространственные отражения в теориях без вторичного квантования ......Page 317 § 12.3. Пространственные отражения в теориях с вторичным квантованием ......Page 319 § 12.4. Пространственные отражения в случае взаимодействующих полей ......Page 323 § 12.5. Зарядовое сопряжение в случае свободных полей ......Page 325 § 12.6. Зарядовое сопряжение в случае взаимодействующих полей ......Page 328 § 12.7. G-четность ......Page 332 § 12.8. Обращение времени в классической физике ......Page 336 § 12.9. Обращение времени в обычной квантовой механике ......Page 339 § 12.10. Обращение времени в теории с вторичным квантованием ......Page 340 § 12.11. СРГ-теорема ......Page 345 Литература ......Page 350 § 13.1. Введение. Статистическая форма Р-спектра ......Page 351 § 13.2. Гамильтониан р-взаимодействия ......Page 354 § 13.3. Нерелятивистское приближение для нуклонов ......Page 357 § 13.4. Правила отбора для разрешенных переходов ......Page 362 § 13.5. Вероятности переходов и угловые корреляции в случае неполяризованных частиц ......Page 363 § 13.6. Сравнение теоретических и экспериментальных данных для неполяризованных частиц ......Page 366 § 13.7. Вероятности распада и угловые корреляции в случае, когда измеряется поляризация электрона ......Page 372 § 13.8. Р-распад поляризованных ядер. Инвариантность р-взаимодействия при обращении времени ......Page 374 § 13.9. Двухкомпонентная теория нейтрино ......Page 380 § 13.10. Сохранение лептонов ......Page 385 Литература ......Page 391 § 14.1. Введение. Основные экспериментальные данные ......Page 393 § 14.2. Гамильтониан взаимодействия, ответственного за распад |я-частицы ......Page 394 § 14.3. Вероятность распада (я-частиц ......Page 397 § 14.4. Спектр распада в случае неполяризованных ц-частиц и неполяризованных электронов. Время жизни ц-частйцы ......Page 402 § 14.5. Распад поляризованных ц-частиц ......Page 407 § 14.6. Распад ц-частицы без сохранения лептонного заряда ......Page 411 § 14.7. Гипотеза сохранения векторного тока ......Page 413 § 14.8. fx-захват ......Page 422 Литература ......Page 428 § 15.1. Введение ......Page 430 § 15.2. Обычный распад я-мезона ......Page 431 § 15.3. Электронный распад я-мезона ......Page 435 § 15.4. Различие между электронным и мюонным нейтрино ......Page 439 Литература ......Page 442 § 16.1. Введение и краткий обзор экспериментальных данных ......Page 444 § 16.2. Распад положительного /(-мезона на два я-мезона ......Page 445 § 16.3. Распад положительного /(-мезона на три я-мезона. Спин /(-мезона ......Page 446 § 16.4. Распад нейтральных /(-мезонов на два я-мезона. К- и /(^-частицы ......Page 452 § 16.5. Регенерация /(J-мезона. Разность масс /(J- и /(^-мезонов ......Page 456 § 16.6. Правило AT = 1/2 для нелептонных распадов /(-мезона ......Page 461 § 16.7. Распад нейтральных /(-мезонов на три я-мезона ......Page 465 § 16.8. Лептонные распады /(-мезонов ......Page 468 § 16.9. Правило отбора AQ = Д5 ......Page 470 § 16.10. Энергетический спектр продуктов лептонных распадов-частиц ......Page 472 Литература ......Page 479 § 17.1. Введение и обзор экспериментальных данных ......Page 481 § 17.2. Распады с | AS | = 2 ......Page 482 § 17.3. Изотопический анализ распада Л-частицы ......Page 485 § 17.4. Параметры асимметрии в распаде Л-гиперона ......Page 487 § 17.5. Поляризация нуклонов, рождающихся при распаде Л-частиц ......Page 492 § 17.6. Параметры асимметрии в распадах 2-частиц ......Page 495 § 17.7. Параметры асимметрии в случае распада частицы с произвольным спином. Спин и параметр асимметрии 3-частицы ......Page 501 § 17.8. Относительная четность /(-мезона, нуклона и Л-частицы ......Page 507 Литература ......Page 512 AI. 1. Элементарные свойства операторов момента количества движений. Сферические функции ......Page 513 AI. 2. Сложение моментов. Коэффициенты Клебша — Гордана и 3-у-символы ......Page 514 AI. 3. Связь между различными схемами сложения моментов. Коэффициенты Рака и 6-у-символы ......Page 519 AI. 4. Тензорные операторы ......Page 523 АII. 1. Основные понятия ......Page 528 АII. 2. Трансформационные свойства при преобразованиях Лоренца ......Page 529 АII. 3. Решения свободного уравнения Дирака в виде плоских волн ......Page 531 АII. 4. Суммирование по спиновым состояниям. Вычисление шпуров ......Page 533 АII. 5. Уравнение Дирака в нерелятивистском пределе ......Page 536 АII. 6. Плотность тока и уравнение Дирака ......Page 537 AIII. 1. Квантование свободного нейтрального скалярного поля ......Page 539 AIII. 2. Квантование свободного заряженного скалярного поля ......Page 542 AIII.3. Квантование свободного спинорного поля ......Page 543 AIII. 4. Разложение по состояниям с определенным моментом ......Page 545 AIII. 5. Взаимодействующие поля ......Page 548 Литература ......Page 553 Предметный указатель ......Page 554