Confinement, Duality and Nonperturbative Aspects of QCD pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Kluwer Academic Pub

作者:Ball, Pierre Van 编

出品人:

页数:560

译者:

出版时间:1998-2

价格:$ 349.17

装帧:HRD

isbn号码:9780306458262

丛书系列:

图书标签:

QCD
Confinement
Duality
Nonperturbative QCD
Quantum Chromodynamics
Hadron Physics
Gauge Theory
Field Theory
Strong Interaction
Lattice QCD

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具体描述

强相互作用理论：从微扰到非微扰现象的探索本书深入探讨了量子色动力学（QCD）的复杂性和深度，聚焦于描述强子物理和夸克-胶子等离子体行为的核心理论框架。本书旨在为高能物理、核物理及理论物理领域的研究人员和高级学生提供一个全面且深入的视角，涵盖了从理论基础到前沿研究课题的多个关键领域。第一部分：量子色动力学基础与微扰论的应用本书首先系统回顾了量子色动力学的基本原理，奠定了理解强相互作用的理论基石。第一章：规范场论与QCD的结构本章详述了非阿贝尔规范场论（特别是SU(3)规范群）在描述强相互作用中的核心地位。我们将详细阐述杨-米尔斯理论的拉格朗日量，规范不变性的深刻含义，以及规范玻色子（胶子）的自相互作用特性。内容包括规范场论中的路径积分表述，以及如何通过正则化和重整化来处理理论中的无穷大问题。重点解析了色荷、色多重态以及夸克和胶子的基本性质。第二章：渐近自由与微扰QCD 深入探讨了QCD最引人注目的特性之一——渐近自由。本章详细介绍了Renormalization Group Equations（重整化群方程），尤其是Beta函数在描述耦合常数跑动中的作用。我们利用微扰论的框架，系统分析了高能对撞实验中常见的截面计算。这包括计算电子-正负子对撞产生强子（$e^+e^- o ext{Hadrons}$）的截面，并引入了KMS（Kinoshita-Lee-Nauenberg）定理来处理软和次领头阶（NLO）修正。此外，本章也涉及部分子分布函数（PDFs）的引入，以及DGLAP（Dokshitzer-Gribov-Lipatov-Altarelli-Parisi）方程在描述PDFs演化中的作用，这是理解深度非弹性散射（DIS）的关键。第三章：高阶修正与精确计算本章聚焦于现代高精度微扰计算的技术。我们将详细介绍维度正则化（Dimensional Regularization）在处理紫外和红外奇异性中的应用，以及截断方法的选择。重点讨论了次次领头阶（NNLO）修正的理论难度和实用方法，特别是如何利用微分和积分技术来简化费曼图的计算。分析了微扰论在预测精确质量谱和衰变宽度时的局限性，并引出了需要非微扰方法的物理场景。第二部分：强子结构与非微扰物理微扰论在低能区失效，迫使理论物理学家转向描述强子内部结构和低能谱的非微扰方法。第四章：夸克模型的演进与相对论效应本章回顾了描述强子结构的早期尝试，如相对论性夸克模型。重点分析了其在解释强子谱方面的成功与局限。我们将深入讨论如何将相对论性量子力学（如狄拉克方程）应用于夸克系统，并引入颜色依赖的相互作用势，以拟合实验数据。此外，对光子-强子相互作用中的非微扰部分（如对几率子内部结构的描述）进行了初步探讨。第五章：晶格量子色动力学（Lattice QCD）本书用较大篇幅介绍了晶格QCD，作为连接连续时空理论与离散格点计算的桥梁。本章详细阐述了晶格上的QCD作用量构建，特别是费米子问题的处理（如Wilson fermions, Staggered fermions, 以及Domain Wall fermions）。讨论了蒙特卡洛模拟技术，包括分子动力学（Molecular Dynamics）的实现，以及如何从晶格计算中提取物理可观测量，如强子质量、衰变常数和电荷半径。重点分析了晶格计算中存在的系统误差来源（如夸克质量的离散化误差和有限体积效应），以及如何进行系统的外推。第六章：有效场论与手征对称性本章专注于描述QCD低能行为的有效场论框架。详细阐述了手征对称性及其在QCD中的自发破缺（Spontaneous Symmetry Breaking, SSB）。基于SSB，我们导出了手征微扰理论（Chiral Perturbation Theory, $chi$PT），用于系统地分析轻夸克系统中的低能散射和谱结构。本章还涵盖了Goldstone玻色子的性质，以及$eta'$介子作为“准Goldstone玻色子”的特殊地位，并讨论了温度和密度下手征对称性的恢复现象。第三部分：高温与高密度下的QCD 强相互作用在极端条件下的行为是当前核物理和重离子物理研究的热点。第七章：夸克-胶子等离子体的热力学与输运性质本章探讨了QCD在极高温度下的相变。详细分析了晶格QCD在有限温度下的计算方法，以及如何确定QCD相变的临界温度$T_c$。引入了描述夸克-胶子等离子体（QGP）的输运系数，如粘滞系数、扩散系数和热导率。讨论了如何利用微扰论（高密度下）和有效场论（高温下）来计算这些系数，并对比了它们在描述QGP流体力学行为上的差异。特别关注了“完美流体”的特性及其背后的物理图像。第八章：有限温度下的手征对称性与物质态本章深入研究了温度和密度对QCD物质结构的影响。分析了在非零温度和密度下，手征对称性恢复的机制。讨论了可能存在的奇特相，如手征磁效应（Chiral Magnetic Effect, CME）和手征电荷分离（Chiral Charge Separation, CCS）等，这些现象依赖于背景磁场和手征对称性的耦合。此外，本章也探讨了超导相的可能性，包括标量介导的介子凝聚（Pion Condensation）和夸克凝结（Quark Condensation）在重子物质中的出现。第四部分：非微扰动力学与非微扰场论方法本书的最后一部分关注那些依赖于非微扰手段才能解决的动力学问题，这些问题直接关系到强子形成和物质的禁闭。第九章：禁闭机制的理论探索本章系统梳理了关于夸克禁闭（Confinement）的各种理论模型，尽管尚未完全解决，但提供了深刻的洞察。讨论了电磁场论中常见的“磁单极子”类比，以及杨-米尔斯理论中“流”或“弦”的概念。重点分析了Wilson环的期望值在禁闭相中表现出的行为，以及Lüscher公式在确定能标上的意义。此外，也涉及了拓扑激发（如瞬子）在规范场理论中可能扮演的角色。第十章：非微扰动力学与共振态本章转向了描述强子散射和衰变的动力学问题。讨论了如何通过非微扰方法来确定散射矩阵的极点，从而提取出强子和共振态的质量和宽度。这包括使用扩展的$chi$PT（E$chi$PT）方法，以及耦合到耦合通道的有效场论（Coupled Channel Effective Field Theory, CC-EFT）来精确描述诸如$ ho$介子、$a_0(980)$等“奇特”强子的产生与衰变过程，这些过程往往包含复杂的介子混合和分子态的贡献。 --- 总结：本书力求在微扰论的精确性与非微扰理论的完备性之间架起一座坚实的桥梁。通过对这些复杂理论框架的细致阐述，读者将能够全面理解强相互作用在所有能量尺度上的基本特征，并为当前高能和核物理实验结果的解释提供坚实的理论工具。