神奇的粒子世界

出版时间：2012-10  出版社：科学出版社  作者：[荷]马丁纽斯•韦尔特曼Martinus Veltman  页数：240  字数：281000  
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内容概要

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规律决定的。
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。

作者简介

马丁纽斯?韦尔特曼，1931年生于荷兰瓦尔威克，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中心(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，他接受了密歇根大学的职位。退休以后，他回到了荷兰。顶夸克于1995年在费米实验室被发现，它的质量与所预言的一致。1999年，为表彰霍夫特和韦尔特曼“阐明物理学中电弱相互作用的量子结构”所作出的贡献，当年的诺贝尔物理学奖同时授予给了他们。

书籍目录

中文版前言
译者的话
引言
　致谢
　参考读物
　短文
　方 程
第一章 初步知识
　1．1 原子、原子核和粒子
　1．2 光子
　1．3 反粒子
　1．4 质量和能量
　1．5 事例
　1．6 电子伏和其他单位
　1．7 粒子名称和希腊字母
　1．8 科学记数法
第二章 标准模型
　2．1 引言
　2．2 能量和电荷守恒
　2．3 量子数
　2．4 颜色
　2．5 电子中微子、电子数和交叉变换
　2．6 第一代
　2．7 代和力
　2．8 自旋为12的粒子
　2．9 自旋为1和2的粒子
　2．10 力和相互作用
　2．11 作用分类
　2．12 电磁、弱、强、希格斯及引力相互作用
　2．13 描绘相互作用
　2．14 量子数的起源
第三章 量子力学，混合
　3．1 引言
　3．2 双缝实验
　3．3 几率幅和几率
　3．4 卡比玻混合和CKM混合
　3．5 中微子混合
　3．6粒子混合
第四章 能量、动量和质壳
　4．1 引言
　4．2 守恒定律
　4．3 相对论
　4．4 相对论不变性
　4．5 关系式E=mc2
第五章 探测器
　5．1 引言
　5．2 光电效应
　5．3 气泡室
　5．4 火花室
　5．5 多丝正比室
第六章 加速器与储存环
　6．1 能量泡
　6．2 加速器
　6．3 次级束流
　6．4 加速器的建造者
第七章 欧洲核子研究组织中微子实验
　7．1 引言
　7．2 实验装置
　7．3 中微子物理
　7．4 第一个中微子实验
　7．5 矢量玻色子
　7．6 错过的机会
　7．7 尾声
第八章 粒子大家族
　8．1 引言
　8．2 束缚态
　8．3 夸克束缚态的结构
　8．4 束缚态的自旋
　8．5 介子
　8．6 重子
　8．7 奇特粒子
　8．8 发现夸克
　8．9 三重态与双重态及轻子夸克对称性
第九章 粒子理论
　9．1 导论
　9．2 费曼规则
　9．3 无穷大
　9．4 微扰论
　9．5 重整化
　9．6 弱相互作用
　9．7 康普顿散射
　9．8 中性矢量玻色子
　9．9 粲夸克
　9．10 希格斯粒子
　9．11 一般的希格斯耦合
　9．12 推测
　9．13 p参数
第十章 寻找希格斯粒子
第十一章 量子色动力学
　11．1 简介
　11．2 禁闭
　11．3 渐近自由
　11．4 标度性
第十二章 尾声

章节摘录

版权页：   插图：   可能超过光在这种介质中的速度，结果产生和音爆类似的光学效应。粒子把扩张的光锥丢在了后面。这种辐射以发现它的俄国物理学家的名字命名，称为切连科夫辐射。切连科夫辐射的光通常是淡蓝色的，在观察重水核反应堆的时候可以很清楚地看到这种现象。辐射光光锥的张角依赖于粒子的速度比在那个介质中光速大多少，因此可以用于精确地确定粒子的速度。我们用光电倍增管来观测切连科夫辐射。 中性粒子（光子、中子）自己没有电离的轨迹，因此只能间接观测。光子是通过它们在物质中产生的电子一正电子对来观测的。参与强相互作用的中性粒子（如中子）通常会与核子快速碰撞（核子常常会碎裂），从而产生一些带电粒子，甚至是核碎片。最后，中性（或者带电）粒子可能不稳定并衰变，假如衰变产物带电就可以被观测到。 让我们总结一下几种不同的方法。 高速运动的带电粒子使物质电离，这种扰动可以用几种方法来观测。盖革计数管，威尔逊云室，气泡室和火花室都可以。多丝正比室可用于观测从原子中被击出的电子所产生的电子簇射。 带电粒子可能会激发特定的分子，当这些分子退激发时会发光。闪烁计数器的工作就是基于这一原理。 高能带电粒子经过介质的时候会发射出光，就如同飞机超音速飞行会产生音爆。切连科夫探测器就是利用这个原理。 低能光子和物质碰撞，使得电子被击出。就像石头扔到水中，溅出水滴一样。这种现象称为光电效应，光电倍增管就用于研究这个机制。不过仅有低能光子（可见光和紫外光）可以用这种方法观测。 中性粒子是间接观测的。光子可以间接观测是因为光子经过核子时产生电子一正电子对。中性粒子也可能和核子碰撞，从而击碎核子产生带电的碎片。_些中性粒子不稳定，可能衰变到可观测的带电粒子。 除此以外，我们也提到如今还有半导体条被用于探测带电粒子。 人类的才智促使我们不停地发明出新的方法来观测通过物质的粒子。这些方法日新月异。威尔逊云室、照相乳胶和气泡室这些曾在实验室居主导地位的方法都已经被淘汰；今天，闪烁计数器、火花室和多丝正比室才是探测器的主流。气泡室和火花室拍摄下轨迹的照片，至少是直观和富有启发性的。而多丝正比室把结果直接输入计算机，在某种意义上倒不那么直接了。今天的实验几乎都是靠计算机来处理的。悲观主义者认为不久的将来计算机将会直接给出结果，或干脆把结果传送到别的计算机。这种观点完全低估了人类的智慧以及人类对知识的驾驭能力和强烈的求知欲。

名人推荐

我们所知道的一切……都是由基本粒子构成的，世界乃至宇宙都是由这些粒子所遵从的物理规律决定的。本书是国际著名理论物理学家、诺贝尔物理学奖得主马丁纽斯•韦尔特曼关于粒子物理的经典科普著作。韦尔特曼十分注重向公众解释粒子物理学，这是一件非常艰巨的任务。在书中，韦尔特曼运用通俗的语言，详细地阐述了粒子物理的过去、现在和未来，引导读者理解粒子物理学家究竟做了些什么、为什么这样做、遇到了什么样的难题、取得了什么样的成绩以及还有什么未解之谜等。韦尔特曼的一生跨越了粒子物理学发展中从反粒子到Z0玻色子的历史，同样，在他的这本透彻明了的书中也是如此。它讲述了有关奇妙的亚核世界，以及那些从事相关研究的、奇特的科学家们所有你想知道的事——关乎自然界最小构成的激动人心的故事。——S.格拉肖 诺贝尔奖得主 波士顿大学我真诚地祝贺你！你写的这本书堪称杰作。你不仅向那些志存高远的青年学子解释了基本粒子物理学，而且使那些聪明的外行也可以读懂。尤其重要的是，你做到了赋予这本书人性化，读这本书时会把我带回到我一生中最激动人心的那个时期，那时候每天都有新发现，我们每个人都在为理解这些发现而竭尽全力。实事求是地讲，还从来没有任何一本像这样的书。——M.施瓦兹 诺贝尔奖得主 哥伦比亚大学韦尔特曼……对量子力学和狭义相对论抽象理论的清晰阐述，对粒子物理学中的一些深奥论题，诸如标度性、希格斯粒子以及重整化等的通俗易懂的解释……都给人以极其深刻的印象。对关心当代最重要的科学家们对物理世界的看法的任何人，这本书都会引起他们的兴趣。——曹天予 波士顿大学哲学系

用户评论 (总计26条)

•   关于粒子物理学的一本科普书籍，物理教师和学生都值得阅读。
•   让我慢慢走近这个神奇的粒子世界吧 哈哈
•   量子物理的历史、科普读物。
•   被想象中的难理解
•   挺好的，拿到手觉得可读性高
•   内容充实，很好，能学到很多东西
•   很好看，有难度
•   都很好就是有点贵
•   很容易读懂的，科普中的极品！~~
•   我的小孩十三岁很喜欢，
•   讲得很不错，是科普类的书，所以没有讲得很深，对于想真正学习这些知识的人来说就远远不够了
•   很神奇的微世界，宏视野的另一面。
•   非常好，只是书中有些错字
•   有助于了解粒子物理方面的知识，但需要一定的物理知识
•   内容很浅，类似趣味书籍
•   帮同学买的，他一下子看完。表示对物理粒子世界的认识又加深很多！
•   书不错，但是对于高一的弟弟有点高深了发货挺快的
•   随便翻了翻，很好，长见识。
•   粒子物理的历史角度阐述，换个角度看，风景更好。
•   如果有一本量子物理发展史或者基本粒子物理发展史一类的书配合着读会更好，没有也没有关系，书中引用了大批科技史资料，深入浅出。
•   是本科学类读物，内容有特点　。
•   1、印刷精美，图很多片都是彩色的。2、作者尽量把内容表达得通俗易懂，基于粒子物理的复杂性，显然无法完全达到对任何人都易于理解，但已经很不错了。个别地方有错误，比如把“斯坦福”印成了“斯坦神”，作者的名字封面上是“马丁纽斯.韦尔特曼”，但在书里面翻译成了“玛蒂纳斯.维特曼”P205。整体很好了。推荐！
•   虽为简装，但书很新，没有受损，当时上网付款，下午就到了，很给力。
•   很喜欢的一本书。又便宜又好。
•   有些看不懂，准备过几年再看。
•   OK，儿子很喜欢！赞