Ишханов Б.С., Капитонов И.М., Юдин Н.П. ЧАСТИЦЫ И АТОМНЫЕ ЯДРА.
Наиболее полный и современный учебник по физике микромира. Изд. 5, уточн. и доп.

---

Предисловие к пятому изданию				10
Предисловие к четвертому изданию				11
Предисловие к первому изданию				12
Глава 1. Элементарные частицы				14
§ 1. Вводные замечания				14
§ 2. Кванты				16
§ 3. Эффект Комптона				18
§ 4. Корпускулярно-волновой дуализм				20
§ 5. Атомные ядра				22
§ 6. Радиоактивность				25
§ 7. Ядерные реакции				28
§ 8. Спин				31
§ 9. Позитрон. Взаимные превращения частиц				32
§ 10. Нейтрино				34
§ 11. Пионы — кванты ядерного поля				35
§ 12. Странные частицы				37
§ 13. Резонансы. Возбужденные состояния нуклона				39
§ 14. Античастицы				40
§ 15. Кварки — частицы, из которых состоят адроны				42
§ 16. Калибровочные бозоны				45
§ 17. Симметрии				45
§ 18. Стандартная модель				49
§ 19. Диаграммы Фейнмана				50
§ 20. Природа массы частиц. Бозон Хиггса				52
Глава 2. Квантовые свойства частиц				55
§ 1. Состояния в классической и квантовой физике				55
§ 2. Уравнение движения свободной частицы				57
§ 3. Физические величины и операторы				58
§ 4. Уравнение Шрёдингера				64
§ 5. Частица в прямоугольной яме с бесконечными стенками				67
§ 6. Частица в поле с центральной симметрией				70
§ 7. Орбитальный момент количества движения				72
§ 8. Спин				76
§ 9. Спиральность нейтрино				78
§ 10. Полный момент количества движения				82
§ 11. Магнитный момент				83
§ 12. Атом водорода				85
§ 13. Пространственная четность				92
§ 14. Статистика				96
§ 15. Система двух тождественных частиц со спином 1/2				97
§ 16. Изоспин				100
§ 17. Квантовые числа				102
Глава 3. Фундаментальные частицы Стандартной модели				105
§ 1. Лептоны				105
1.1. Электрон, электронное нейтрино				106
1.2. Мюон, мюонное нейтрино				113
1.3. Тау-лептон, тау-нейтрино				118
1.4. Свойства лептонов				120
§ 2. Кварки				123
2.1. Характеристики кварков				123
2.2. Адронные струи				130
2.3. Открытие топ-кварка				133
§ 3. Калибровочные бозоны				136
3.1. Глюоны				137
3.2. Фотон				139
3.3. W- и Z-бозоны				140
3.4. Открытие W- и Z-бозонов				143
§ 4. Число поколений фундаментальных фермионов				150
§ 5. Взаимодействия фундаментальных частиц				155
5.1. Описание взаимодействия фундаментальных частиц				156
5.2. Константы связи				159
5.3. Виртуальные частицы				162
§ 6. Экранировка и антиэкранировка зарядов. Асимптотическая свобода				166
§ 7. Атомы — молекулы. Кварки… ядра				172
Глава 4. Адроны				177
§ 1. Адроны — системы связанных кварков				177
§ 2. Адроны — бесцветные образования из цветных кварков				180
§ 3. Мультиплеты адронов				184
§ 4. Мезоны				191
§ 5. Зарядовая четность				196
§ 6. Кварконии				199
§ 7. Барионы				205
§ 8. Антибарионы				214
§ 9. Электрон-нуклонное рассеяние и структура адрона				218
9.1. Упругое рассеяние электронов на нуклонах				219
9.2. Структура адронов. Глубоконеупругое рассеяние электронов на нуклонах				231
Глава 5. Распады адронов				244
§ 1. Превращения адронов				244
§ 2. Распады π-мезонов и заряженных каонов				247
§ 3. Правила отбора для слабых распадов адронов				251
§ 4. Резонансы				260
§ 5. Узкие мезонные резонансы				269
§ 6. Законы сохранения				278
§ 7. Распады нейтральных каонов. Нарушение CP-симметрии				283
§ 8. О роли слабых взаимодействий в окружающем мире				289
Глава 6. Атомные ядра — связанные системы нуклонов				295
§ 1. Атомные ядра				295
§ 2. Энергия связи ядра. Ядерные превращения				301
§ 3. Размеры ядер				311
§ 4. Характеристики ядерных состояний				313
§ 5. Изоспин атомных ядер				315
§ 6. Статические электромагнитные моменты ядер. Форма ядра				320
6.1. Магнитный дипольный момент ядра				320
6.2. Электрический квадрупольный момент ядра				321
§ 7. Дейтрон — связанная n-p система				326
§ 8. Нуклон-нуклонные силы				330
§ 9. Модель ядерных оболочек				333
§ 10. Коллективные возбуждения ядер				345
10.1. Вращательные уровни четно-четных деформированных ядер				347
10.2. Одночастичные состояния в деформированных ядрах				350
10.3. Колебательные состояния сферических ядер				352
§ 11. Экзотические ядра				358
§ 12. Сверхтяжелые ядра				362
§ 13. Гиперядра				367
§ 14. Заключительные замечания о свойствах ядер				371
Глава 7. Радиоактивность				373
§ 1. Введение				373
§ 2. Альфа-распад				374
§ 3. Бета-распад				385
§ 4. Радиоактивные ряды				397
§ 5. Гамма-излучение ядер				397
§ 6. Испускание протонов из изомерного состояния				407
§ 7. Протонная радиоактивность				408
§ 8. Испускание запаздывающих протонов				409
§ 9. Испускание двух запаздывающих протонов				412
§ 10. Запаздывающие альфа-частицы				413
§ 11. Примеры распада ядер вблизи границы протонной стабильности				415
§ 12. Кластерная радиоактивность				416
§ 13. Запаздывающие нейтроны				418
Глава 8. Деление атомных ядер				420
§ 1. Процесс деления атомных ядер				420
1.1. Энергия деления				420
1.2. Продукты деления				422
1.3. Механизм деления				425
§ 2. Цепная реакция деления				430
§ 3. Ядерный реактор				440
§ 4. Роль запаздывающих нейтронов в управлении ядерным реактором				441
§ 5. Ядерный взрыв				443
Глава 9. Ядерные реакции				447
§ 1. Введение				447
§ 2. Законы сохранения в ядерных реакциях				451
§ 3. Энергетические соотношения в ядерных реакциях. Порог реакции				454
§ 4. Механизмы ядерных реакций				457
§ 5. Составное ядро. Общие свойства				459
§ 6. Составное ядро. Резонансные реакции				463
§ 7. Составное ядро. Нерезонансные реакции				465
§ 8. Прямые ядерные реакции				469
§ 9. Реакции однонуклонной передачи (срыва, подхвата и квазиупругого выбивания нуклона)				474
Глава 10. Нуклеосинтез и Вселенная				478
§ 1. Введение				478
§ 2. Распространенность элементов				479
§ 3. Вселенная. Свидетельства Большого взрыва				480
§ 4. Первые мгновения Вселенной				488
§ 5. Барионная асимметрия. Отсутствие антивещества во Вселенной				494
§ 6. Космологический (дозвездный) нуклеосинтез				496
§ 7. Синтез ядер в звездах				501
§ 8. Завершение жизненного цикла звезды. Сверхновые				515
§ 9. Нейтронные звезды и черные дыры				519
§ 10. Образование тяжелых элементов				524
§ 11. Нуклеосинтез под действием космических лучей				532
§ 12. Космические лучи				532
Глава 11. Проблемы. Перспективы				543
§ 1. Объединение взаимодействий				543
§ 2. Механизм возникновения массы у фундаментальных частиц. Бозон Хиггса				549
§ 3. Распад протона				556
§ 4. Монополь Дирака				558
§ 5. Суперсимметрия				559
§ 6. Смешивание кварков				562
§ 7. Нейтринные осцилляции				567
7.1. Основные соотношения				569
7.2. Типы экспериментов по поиску осцилляций нейтрино				575
7.3. Источники нейтрино				576
7.4. Регистрация нейтрино радиохимическим методом				579
7.5. Регистрация нейтрино в реальном времени. Детекторы Супер-Камиоканде, SNO и Борексино				582
7.6. Решение проблемы дефицита солнечных нейтрино. Свидетельства их осцилляций				587
7.7. Наблюдение осцилляций солнечных нейтрино на детекторе Борексино				589
7.8. Явление атмосферной нейтринной аномалии				590
7.9. Эксперименты c ускорительными и реакторныминейтрино				593
7.10. Массовый нейтринный спектр				594
§ 8. Кварк-глюонная плазма				597
§ 9. Космология				602
§ 10. Элементарные частицы — струны?				610
Заключение				615
Приложения				616
I. Взаимодействие частиц с веществом				616
II. Таблица изотопов вблизи долины стабильности				640
III. Физические константы и единицы (приближенные значения)				647
IV. Хронология				649
V. Нобелевские лауреаты по физике				658
VI. Нобелевские лауреаты по химии за достижения в областях, смежных с ядерной физикой				665
Литература				666
Предметный указатель				668

---

В данном издании в соответствии с новейшими исследованиями уточнены характеристики частиц и атомных ядер. Обновлены сведения о Вселенной. Дополнены разделы «Хронология» и «Нобелевские лауреаты по физике».

Книга рассчитана на студентов 2-3 курсов физических факультетов университетов. Она также будет полезна студентам старших курсов и специалистам. Многие её разделы доступны и более широкому кругу читателей.

Первоначальный вариант учебника был подготовлен к изданию два десятилетия назад. Он был написан в соавторстве с Николаем Прокофьевичем Юдиным (1932–2006) и Борисом Саркисовичем Ишхановым (1938–2020). За прошедшие с тех пор годы физика элементарных частиц и атомных ядер претерпела существенные изменения, которые нашли отражение во всех следующих изданиях, включая и это.

---

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.

---