Id: 284966
339 руб.

Теория взаимодействий полей:
КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ В ДОСТУПНОМ ИЗЛОЖЕНИИ. Краткий путеводитель №297. Изд. 2, испр. и доп.

Теория взаимодействий полей: Квантовая теория поля в доступном изложении. Краткий путеводитель
URSS. 2022. 240 с. ISBN 978-5-9519-3067-5.
  • Онлайн-книга

Аннотация

Настоящая книга посвящена базовым понятиям теории и основам моделей фундаментальных взаимодействий квантовых полей. В ней содержится изложение истории развития и современного состояния теории взаимодействий элементарных частиц. Основная задача книги — дать картину развития квантовой теории поля в виде, доступном для физиков, не работающих в этой области. Наряду с очерком хронологического развития основных представлений дано изложение... (Подробнее)


Содержание
Предисловие ко второму изданию9
Предисловие11
Глава 1. Основные понятия13
1.1. Частицы и взаимодействия15
1.1.1. Область и объекты исследования15
1.1.2. «Элементарность» частиц16
1.1.3. Характеристики частиц17
1.1.4. Квантовые свойства частиц18
1.1.5. Взаимопревращаемость частиц21
1.1.6. Законы сохранения22
1.1.7. Типы взаимодействий23
1.2. Квантовые поля25
1.2.1. Классическое поле25
1.2.2. Квантование27
1.2.3. Квантовые поля29
1.2.4. Взаимодействие квантовых полей30
1.3. Симметрии и группы преобразований33
1.3.1. Пространственно-временные и внутренние симметрии33
1.3.2. Определение группы. Подгруппы35
1.3.3. Абелевы и неабелевы группы36
1.3.4. Группы Ли37
1.3.5. Группа U(1)38
1.3.6. Матричные представления39
1.3.7. Специальные унитарные группы40
1.3.8. Представления41
Глава 2. Этапы развития основных представлений47
2.1. Закладка фундамента49
2.1.1. Релятивизация квантовой механики49
2.1.2. Квантовая теория излучения52
2.1.3. Античастицы53
2.1.4. Квантовые волновые поля55
2.1.5. Формулировка квантовой электродинамики56
2.1.6. Модель Ферми57
2.1.7. Модель Юкавы58
2.2. Становление квантовой электродинамики60
2.2.1. Ультрафиолетовые расходимости60
2.2.2. Ковариантная теория возмущений для S-матрицы62
2.2.3. Создание теории перенормировок63
2.2.4. Успехи квантовой электродинамики64
2.2.5. Ультрафиолетовая асимптотика64
2.2.6. Ренормгруппа в квантовой электродинамике65
2.3. Проблематика 1950-х годов66
2.3.1. CPT -теорема и нарушение четности66
2.3.2. Нарушенные симметрии68
2.3.3. V—А-модель слабых взаимодействий71
2.3.4. Проблемы сильных взаимодействий72
2.3.5. Аналитические методы73
2.4. Аксиоматические и аналитические методы75
2.4.1. Аксиоматический подход75
2.4.2. Дисперсионные соотношения77
2.4.3. Аналитический подход79
2.4.4. Применения аналитического метода81
2.4.5. Полюса Редже82
2.4.6. Правила сумм83
2.4.7. Квазипотенциальное уравнение84
2.5. От кварков к квантовой хромодинамике85
2.5.1. Составные модели85
2.5.2. SU(3)-симметрия и кварки86
2.5.3. Цвет89
2.5.4. Партоны92
2.6. Калибровочные поля и взаимодействия95
2.6.1. Поля Янга—Миллса95
2.6.2. Квантование97
2.6.3. Массивные векторные поля и эффект Хиггса97
2.6.4. Электрослабые взаимодействия98
2.6.5. Перенормировка98
2.6.6. Асимптотическая свобода и квантовая хромодинамика99
2.6.7. Калибровочные взаимодействия100
Глава 3. От перенормировок к ренормгруппе103
3.1. Ковариантная теория возмущений105
3.1.1. Постановка задачи105
3.1.2. Матрица рассеяния107
3.1.3. Правила Фейнмана109
3.1.4. Аксиоматическая схема Боголюбова112
3.2. Расходимости и перенормировки113
3.2.1. Ультрафиолетовые расходимости113
3.2.2. Регуляризация116
3.2.3. Перенормировки в квантовой электродинамике117
3.3. Теория перенормировок119
3.3.1. Классификация расходимостей119
3.3.2. Перенормируемость123
3.3.3. Перенормировки без контрчленов125
3.3.4. Поверхностные расходимости126
3.4. Ренормализационная группа127
3.4.1. Эффективные константы связи127
3.4.2. Ренорминвариантность129
3.4.3. Ренормгруппа131
3.4.4. Метод ренормгруппы132
3.4.5. Асимптотическая свобода и «нуль-заряд»133
Глава 4. Локальные симметрии и их нарушение137
4.1. Калибровочные поля139
4.1.1. Локальные фазовые преобразования139
4.1.2. Электромагнитное поле141
4.1.3. Поля Янга—Миллса144
4.1.4. Континуальный интеграл147
4.1.5. Квантовое поле Янга—Миллса149
4.2. Спонтанное нарушение симметрии150
4.2.1. Пример из механики151
4.2.2. Примеры из квантовой статистики151
4.2.3. Случай теории поля152
4.2.4. Эффект Хиггса156
Глава 5. Теория электрослабого взаимодействия161
5.1. Современный статус квантовой электродинамики163
5.1.1. Аномальный магнитный момент электрона163
5.1.2. Другие эффекты165
5.1.3. Заключение166
5.2. Слабое взаимодействие с промежуточным бозоном167
5.2.1. Токи и взаимодействие Ферми167
5.2.2. Промежуточный бозон170
5.2.3. Проблема перенормируемости172
5.3. Модель Вайнберга—Салама—Глэшоу173
5.3.1. Выбор калибровочной группы173
5.3.2. Физическая структура175
5.3.3. Сравнение с экспериментом176
5.3.4. Аномалии и кварковое расширение177
5.3.5. Поколения178
Глава 6. Квантовая хромодинамика181
6.1. Составная структура адронов183
6.1.1. Глубоконеупругое рассеяние лептонов на адронах183
6.1.2. Партонная модель184
6.1.3. Кварки и глюоны185
6.1.4. Кварк-глюонное взаимодействие и асимптотическая свобода186
6.2. Калибровочная теория взаимодействия кварков и глюонов187
6.2.1. Цветовая симметрия кварков187
6.2.2. Лагранжиан взаимодействия188
6.2.3. Эффективная константа связи190
6.2.4. Экспериментальный статус квантовой хромодинамики192
6.2.5. Взаимодействие на больших расстояниях195
6.3. Непертурбативные методы в квантовой хромодинамике196
6.3.1. 1/N c -разложение197
6.3.2. Вакуумные конденсаты и правила сумм197
6.3.3. КХД на решетке198
Глава 7. Гипотетические модели взаимодействий203
7.1. Идея объединения взаимодействий205
7.1.1. Стандартная модель205
7.1.2. Повышение степени симметрии с ростом энергии206
7.1.3. Эффективные константы связи в стандартной модели207
7.1.4. Гипотеза о слиянии эффективных констант208
7.1.5. Новая симметрия и ее нарушение209
7.2. Модели Великого объединения211
7.2.1. Структура SU(5)-модели211
7.2.2. Распад протона213
7.2.3. Монополи215
7.2.4. Ограниченность моделей Великого объединения216
7.3. Супертеории217
7.3.1. Суперсимметрия217
7.3.2. Суперсимметричные калибровочные теории220
7.3.3. Супергравитация221
7.3.4. Компактификация «лишних» измерений221
7.3.5. Суперструны224
7.4. Общий взгляд на квантовую теорию поля226
7.4.1. Характер эволюции КТП226
7.4.2. Усложнение математического аппарата228
7.4.3. Абстракция и наглядность229
Литература231
Предметный указатель234

Об авторах
Белокуров Владимир Викторович
Доктор физико-математических наук, профессор. Профессор кафедры физики частиц и космологии физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова, ведущий научный сотрудник Института ядерных исследований РАН. Окончил физический факультет МГУ в 1974 г. и аспирантуру физического факультета в 1977 г. Занимал должность проректора МГУ. Область научных интересов: квантовая теория поля, квантовые вычисления, функциональные методы математической физики. Автор более 100 научных статей и 10 монографий.
Ширков Дмитрий Васильевич
Доктор физико-математических наук, профессор кафедры квантовой теории и физики высоких энергий физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова, академик РАН. Директор лаборатории им. Н. Н. Боголюбова Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ, Дубна) в 1993–1997 гг. (с 1998 г. почетный директор). Заслуженный деятель науки РФ (1996), заслуженный профессор МГУ (1999). Лауреат Ленинской премии (1958), Государственной премии СССР (1984), Золотой медали им. Н. Н. Боголюбова РАН (2004). В 1949 г. окончил физический факультет МГУ. Работал в Математическом институте им. В. А. Стеклова АН СССР, Институте математики Сибирского отделения АН СССР. С 1971 г. работал в ОИЯИ. Область научных интересов: теория переноса и замедления нейтронов, основы квантовой теории поля, теория сверхпроводимости, физика высоких энергий, квантовая хромодинамика, краевые задачи классической математической физики. Опубликовал свыше 200 научных работ, в том числе 5 монографий, включая «Введение в теорию квантованных полей» (соавт. Н. Н. Боголюбов), «Новый метод в теории сверхпроводимости» (соавт. Н. Н. Боголюбов, В. В. Толмачев).