Обложка Ишханов Б.С., Капитонов И.М., Юдин Н.П. Частицы и атомные ядра
Id: 239929
999 руб.

Частицы и атомные ядра. Изд. 4, перераб. и доп.

URSS. 2019. 672 с. ISBN 978-5-9710-5616-4.
  • Твердый переплет
САМОЕ ПОЛНОЕ И СОВРЕМЕННОЕ ОПИСАНИЕ ФИЗИКИ МИКРОМИРА в учебной литературе!

Аннотация

В книге суммирован многолетний опыт преподавания общего курса физики атомного ядра и элементарных частиц на физическом факультете Московского государственного университета. Попутно даются основы и формализм квантовой физики. Изложение материала отличается от традиционного. Оно начинается с наиболее фундаментальных составляющих материи --- кварков и лептонов --- и последовательно переходит к все более крупным объектам --- адронам и атомным ...(Подробнее)ядрам. Эта цепочка завершается рассмотрением космологических аспектов физики частиц и ядер. Показана фундаментальная роль законов микромира в формировании структуры Вселенной. Книга снабжена описанием важнейших экспериментов и большим количеством примеров. Она содержит самый современный фактический материал и может быть использована как справочник.

Для студентов-физиков, магистров, аспирантов, преподавателей и научных работников.


Содержание
Предисловие к серии (В. А. Садовничий)
Предисловие к четвертому изданию
Предисловие
Глава 1.Элементарные частицы
 § 1. Вводные замечания
 § 2. Кванты
 § 3. Эффект Комптона
 § 4. Корпускулярно-волновой дуализм
 § 5. Атомные ядра
 § 6. Радиоактивность
 § 7. Ядерные реакции
 § 8. Спин
 § 9. Позитрон. Взаимные превращения частиц
 § 10. Нейтрино
 § 11. Пионы -- кванты ядерного поля
 § 12. Странные частицы
 § 13. Резонансы. Возбужденные состояния нуклона
 § 14. Античастицы
 § 15. Кварки -- частицы, из которых состоят адроны
 § 16. Калибровочные бозоны
 § 17. Симметрии
 § 18. Стандартная модель
 § 19. Диаграммы Фейнмана
 § 20. Природа массы частиц. Бозон Хиггса
Глава 2.Квантовые свойства частиц
 § 1. Состояния в классической и квантовой физике
 § 2. Уравнение движения свободной частицы
 § 3. Физические величины и операторы
 § 4. Уравнение Шрёдингера
 § 5. Частица в прямоугольной яме с бесконечными стенками
 § 6. Частица в поле с центральной симметрией
 § 7. Орбитальный момент количества движения
 § 8. Спин
 § 9. Спиральность нейтрино
 § 10. Полный момент количества движения
 § 11. Магнитный момент
 § 12. Атом водорода
 § 13. Пространственная четность
 § 14. Статистика
 § 15. Система двух тождественных частиц со спином 1/2
 § 16. Изоспин
 § 17. Квантовые числа
Глава 3. Фундаментальные частицы Стандартной модели
 § 1. Лептоны
  1.1. Электрон, электронное нейтрино
  1.2. Мюон, мюонное нейтрино
  1.3. Тау-лептон, тау-нейтрино
  1.4. Свойства лептонов
 § 2. Кварки
  2.1. Характеристики кварков
  2.2. Адронные струи
  2.3. Открытие топ-кварка
 § 3. Калибровочные бозоны
  3.1. Глюоны
  3.2. Фотон
  3.3. W- и Z-бозоны
  3.4. Открытие W- и Z-бозонов
 § 4. Число поколений фундаментальных фермионов
 § 5. Взаимодействия фундаментальных частиц
  5.1. Описание взаимодействия фундаментальных частиц
  5.2. Константы связи
  5.3. Виртуальные частицы
 § 6. Экранировка и антиэкранировка зарядов. Асимптотическая свобода
 § 7. Атомы -- молекулы. Кварки… ядра
Глава 4.Адроны
 § 1. Адроны -- системы связанных кварков
 § 2. Адроны -- бесцветные образования из цветных кварков
 § 3. Мультиплеты адронов
 § 4. Мезоны
 § 5. Зарядовая четность
 § 6. Кварконии
 § 7. Барионы
 § 8. Антибарионы
 § 9. Электрон-нуклонное рассеяние и структура адрона
  9.1. Упругое рассеяние электронов на нуклонах
  9.2. Структура адронов. Глубоконеупругое рассеяние электронов на нуклонах
Глава 5.Распады адронов
 § 1. Превращения адронов
 § 2. Распады π-мезонов и заряженных каонов
 § 3. Правила отбора для слабых распадов адронов
 § 4. Резонансы
 § 5. Узкие мезонные резонансы
 § 6. Законы сохранения
 § 7. Распады нейтральных каонов. Нарушение CP-симметрии
 § 8. О роли слабых взаимодействий в окружающем мире
Глава 6.Атомные ядра -- связанные системы нуклонов
 § 1. Атомные ядра
 § 2. Энергия связи ядра. Ядерные превращения
 § 3. Размеры ядер
 § 4. Характеристики ядерных состояний
 § 5. Изоспин атомных ядер
 § 6. Статические электромагнитные моменты ядер. Форма ядра
  6.1. Магнитный дипольный момент ядра
  6.2. Электрический квадрупольный момент ядра
 § 7. Дейтрон -- связанная n-p система
 § 8. Нуклон-нуклонные силы
 § 9. Модель ядерных оболочек
 § 10. Коллективные возбуждения ядер
  10.1. Вращательные уровни четно-четных деформированных ядер
  10.2. Одночастичные состояния в деформированных ядрах
  10.3. Колебательные состояния сферических ядер
 § 11. Экзотические ядра
 § 12. Сверхтяжелые ядра
 § 13. Гиперядра
 § 14. Заключительные замечания о свойствах ядер
Глава 7.Радиоактивность
 § 1. Введение
 § 2. Альфа-распад
 § 3. Бета-распад
 § 4. Радиоактивные ряды
 § 5. Гамма-излучение ядер
 § 6. Испускание протонов из изомерного состояния
 § 7. Протонная радиоактивность
 § 8. Испускание запаздывающих протонов
 § 9. Испускание двух запаздывающих протонов
 § 10. Запаздывающие альфа-частицы
 § 11. Примеры распада ядер вблизи границы протонной стабильности
 § 12. Кластерная радиоактивность
 § 13. Запаздывающие нейтроны
Глава 8.Деление атомных ядер
 § 1. Процесс деления атомных ядер
  1.1. Энергия деления
  1.2. Продукты деления
  1.3. Механизм деления
 § 2. Цепная реакция деления
 § 3. Ядерный реактор
 § 4. Роль запаздывающих нейтронов в управлении ядерным реактором
 § 5. Ядерный взрыв
Глава 9.Ядерные реакции
 § 1. Введение
 § 2. Законы сохранения в ядерных реакциях
 § 3. Энергетические соотношения в ядерных реакциях. Порог реакции
 § 4. Механизмы ядерных реакций
 § 5. Составное ядро. Общие свойства
 § 6. Составное ядро. Резонансные реакции
 § 7. Составное ядро. Нерезонансные реакции
 § 8. Прямые ядерные реакции
 § 9. Реакции однонуклонной передачи (срыва, подхвата и квазиупругого выбивания нуклона)
Глава 10.Нуклеосинтез и Вселенная
 § 1. Введение
 § 2. Распространенность элементов
 § 3. Вселенная. Свидетельства Большого взрыва
 § 4. Первые мгновения Вселенной
 § 5. Барионная асимметрия. Отсутствие антивещества во Вселенной
 § 6. Космологический (дозвездный) нуклеосинтез
 § 7. Синтез ядер в звездах
 § 8. Завершение жизненного цикла звезды. Сверхновые
 § 9. Нейтронные звезды и черные дыры
 § 10. Образование тяжелых элементов
 § 11. Нуклеосинтез под действием космических лучей
 § 12. Космические лучи
Глава 11.Проблемы. Перспективы
 § 1. Объединение взаимодействий
 § 2. Механизм возникновения массы у фундаментальных частиц. Бозон Хиггса
 § 3. Распад протона
 § 4. Монополь Дирака
 § 5. Суперсимметрия
 § 6. Смешивание кварков
 § 7. Нейтринные осцилляции
  7.1. Основные соотношения
  7.2. Типы экспериментов по поиску осцилляций нейтрино
  7.3. Источники нейтрино
  7.4. Регистрация нейтрино радиохимическим методом
  7.5. Регистрация нейтрино в реальном времени. Детекторы Супер-Камиоканде, SNO и Борексино
  7.6. Решение проблемы дефицита солнечных нейтрино. Свидетельства их осцилляций
  7.7. Наблюдение осцилляций солнечных нейтрино на детекторе Борексино
  7.8. Явление атмосферной нейтринной аномалии
  7.9. Эксперименты c ускорительными и реакторными нейтрино
  7.10. Массовый нейтринный спектр
 § 8. Кварк-глюонная плазма
 § 9. Космология
 § 10. Элементарные частицы -- струны?
Заключение
Приложения
  I. Взаимодействие частиц с веществом
  II. Таблица изотопов вблизи долины стабильности
  III. Физические константы и единицы (приближенные значения)
  IV. Хронология
  V. Нобелевские лауреаты по физике
  VI. Нобелевские лауреаты по химии за достижения в областях, смежных с ядерной физикой
Литература
Предметный указатель

Предисловие к серии

Вы открыли одну из замечательных книг, изданных в серии "Классический университетский учебник", посвященной 250-летию Московского университета. Серия включает свыше 150 учебников и учебных пособий, рекомендованных к изданию Учеными советами факультетов, редакционным советом серии и издаваемых к юбилею по решению Ученого совета МГУ.

Московский университет всегда славился своими профессорами и преподавателями, воспитавшими не одно поколение студентов, впоследствии внесших заметный вклад в развитие нашей страны, составивших гордость отечественной и мировой науки, культуры и образования.

Высокий уровень образования, которое дает Московский университет, в первую очередь обеспечивается высоким уровнем написанных выдающимися учеными и педагогами учебников и учебных пособий, в которых сочетаются как глубина, так и доступность излагаемого материала. В этих книгах аккумулируется бесценный опыт методики и методологии преподавания, который становится достоянием не только Московского университета, но и других университетов России и всего мира.

Издание серии "Классический университетский учебник" наглядно демонстрирует тот вклад, который вносит Московский университет в классическое университетское образование в нашей стране и, несомненно, служит его развитию.

Решение этой благородной задачи было бы невозможным без активной помощи со стороны издательств, принявших участие в издании книг серии "Классический университетский учебник". Мы расцениваем это как поддержку ими позиции, которую занимает Московский университет в вопросах науки и образования. Это служит также свидетельством того, что 250-летний юбилей Московского университета -- выдающееся событие в жизни всей нашей страны, мирового образовательного сообщества.

Ректор Московского университета,

академик РАН, профессор В. А. Садовничий


Предисловие к четвертому изданию

Данное издание книги подверглось тщательному редактированию в связи с появлением важных открытий последних пяти лет. Уточнены все числовые характеристики частиц, ядер и параметров их взаимодействий. Обновлены космологические данные. Теперь все они отвечают самой современной информации. Переписаны разделы, посвященные сверхтяжелым ядрам, смешиванию кварков слабыми силами, кварк-глюонной плазме, темной материи. Значительно расширены разделы, посвященные фундаментальным симметриям и нейтринным осцилляциям. С учетом исторического открытия бозона Хиггса заново изложен материал, посвященный природе масс фундаментальных частиц.

Книга рассчитана на студентов 2--3 курсов физических факультетов университетов. Она также будет полезна студентам старших курсов и специалистам. Многие ее разделы доступны и более широкому кругу читателей. Первоначальный вариант учебника был подготовлен к изданию полтора десятилетия назад. Он был написан в соавторстве с Николаем Прокофьевичем Юдиным (1932--2006). За прошедшие с тех пор годы физика элементарных частиц и атомных ядер претерпела существенные изменения, которые нашли отражение в последующих изданиях и мы надеемся, что этот последний вариант данного учебника по-прежнему отвечает традициям фундаментального университетского образования.

Б. С. Ишханов,

И. М. Капитонов


Предисловие

В книге "Частицы и атомные ядра" содержится материал заключительного раздела курса общей физики. Ее цель - дать описание физики атомного ядра и физики частиц с единых позиций. В традиционных курсах общей физики изложение физики микромира обычно начинается с изложения строения атомного ядра, явления радиоактивности, ядерных моделей и лишь затем, по существу в отрыве от этого материала, излагается физика элементарных частиц. Развитие физики в XX веке показало, что, несмотря на многообразие физических явлений, в их основе лежит небольшое число фундаментальных частиц и взаимодействий, из которых и выстраивается физический мир. Взаимодействие фундаментальных степеней свободы описывается физической теорией, которая называется Стандартной моделью. Мы решили изложить материал, исходя из общих принципов формирования структуры материи, начиная с ее наиболее фундаментальных основ.

Книга написана на основе курса лекций, которые читаются на физическом факультете Московского государственного универ­ситета им. М. В. Ло­моносова. Содержание книги соответствует программе Государственного образовательного стандарта. Отбор материала, последовательность и форма изложения оригинальны и соответствуют стилю университетского физического образования и традициям физического факультета МГУ. Изложение базируется на современном фактическом материале. Приводится описание основных физических экспериментов. Теоретическое изложение материала сопровождается решением задач и примеров, что позволяет глубже усвоить изучаемый материал. Так как в книге основное внимание уделено физике явления, ряд материалов излагается не столь подробно. Однако необходимо иметь в виду, что в соответствии с программой изучение курса общей физики сопровождается семинарскими занятиями и практикумом. При написании книги было учтено, что студенты еще не знакомы с основами квантовой механики. Поэтому в одной из глав излагаются основные понятия и соотношения квантовой физики. При изложении материала мы старались разъяснить физическую суть явлений и по возможности избегать математических выводов уравнений и опустили некоторые детали, существенные для более углубленного изучения предмета.

Исследования в физике ядра и частиц породили принципиально новые глубокие концепции описания явлений, происходящих в микромире. На понимание их сущности и направлено основное содержание книги. В ней наряду с явлениями микромира рассматриваются некоторые вопросы эволюции Вселенной. Несмотря на огромное различие масштабов явлений физики микромира и космологии, последние нельзя понять без знания первых. Поэтому включение этого материала в книгу является необходимым. Углубленный курс современной астрофизики читается студентам физического факультета МГУ вслед за курсом "Физика ядра и частиц", что создает хорошие возможности для более глубокого усвоения студентами обсуждаемых в этих двух курсах общих вопросов.

В приложения вынесен ряд справочных материалов, среди которых таблицы изотопов, физические константы и единицы, наиболее важные открытия физики микромира, сформировавшие ее современное понимание и список Нобелевских лауреатов по физике.

При написании книги многие наши коллеги оказали нам помощь в обсуждении отдельных вопросов, сообщили новые экспериментальные данные, прочитали отдельные места рукописи. В особенности нам хотелось поблагодарить Е. А. Романовского, В. В. Балашова, В. Г. Неудачина, А. Ф. Тулинова, И. В. Ракобольскую, Л. Д. Блохинцева, А. М. Черепащука, Н. В. Никитина, Н. Н. Калмыкова, Э. И. Кэбина, В. А. Ушканова.

Авторы признательны Д. В. Лосеву за большую помощь при подготовке рукописи к печати.


Об авторах
Ишханов Борис Саркисович
Заслуженный работник высшей школы Российской Федерации, профессор, заведующий кафедрой физического факультета Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, заведующий отделом Научно-исследовательского института ядерной физики имени Д. В. Скобельцына. Лауреат Ломоносовских премий, премий Совета Министров СССР и Правительства России, автор научного открытия. Область научных интересов — физика атомного ядра и элементарных частиц. В течение многих лет преподавал студентам физического факультета МГУ физику ядра и частиц.
Капитонов Игорь Михайлович
Заслуженный профессор Московского университета, лауреат Ломоносовской премии, автор научного открытия. Область научных интересов — физика атомного ядра. В течение многих лет преподает студентам физического факультета МГУ физику ядра и частиц.
Юдин Николай Прокофьевич
Был доцентом физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова. Автор научного открытия. Область научных интересов — физика атомного ядра и элементарных частиц. Более тридцати лет преподавал студентам физического факультета МГУ физику элементарных частиц.