Matter, Anti-matter and Dark Matter pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:International Workshop on Matter, Anti-Matter and Dark Matter (2nd

出品人:

页数:252

译者:

出版时间:

价格:89

装帧:HRD

isbn号码:9789812381187

丛书系列:

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【教材】
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具体描述

《物质、反物质与暗物质：宇宙未解之谜的探索》序言：叩问宇宙的深邃自古以来，人类便仰望星空，试图理解我们身处其中的宇宙。从古希腊哲学家们朴素的物质观，到现代物理学家们对基本粒子和宇宙结构的精密描绘，我们对宇宙的认识一直在不断深化。然而，随着认知的拓展，我们遇到的却是更深邃的谜团。我们赖以生存的物质，它的构成是否完整？与物质形影不离的反物质，它又去了何方？而笼罩在宇宙深处，影响着星系运动，却又难以捉摸的暗物质，它究竟是什么？《物质、反物质与暗物质：宇宙未解之谜的探索》将带领您踏上一段激动人心的旅程，深入探寻这些 fundamental 的宇宙奥秘。这本书并非教科书，它以一种引人入胜、深入浅出的方式，将前沿的科学理论、实验观测以及理论猜想娓娓道来，旨在让每一位对宇宙充满好奇的读者，都能初步领略现代物理学在解开宇宙终极问题上的最新进展与挑战。第一章：我们所知的物质——粒子世界的奇妙图景我们日常所见的万物，从微小的尘埃到浩瀚的星辰，都由物质构成。但物质的本质是什么？本书将从构成物质的最基本单元——基本粒子出发，为您描绘一幅精彩纷呈的粒子世界图景。我们将介绍粒子物理学的“标准模型”，这个被誉为“二十世纪物理学最伟大的成就之一”的理论框架，它精确地描述了夸克、轻子（如电子和中微子）、玻色子（如光子和希格斯玻色子）等基本粒子的性质及其相互作用。您将了解到，质子和中子并非基本粒子，而是由更小的夸克组成的。电子虽然是基本粒子，但它的质量和电荷却有着精密的数值。光子作为传递电磁力的媒介，维系着原子结构的稳定。而那个在2012年被发现的希格斯玻色子，更是为粒子赋予质量的“上帝粒子”，它的存在直接验证了希格斯机制，让我们对质量的来源有了更深刻的理解。本书将深入浅出地解释这些粒子的性质，例如它们的自旋、电荷、色荷等“量子数”，这些看似抽象的概念，却是决定粒子行为的关键。我们将探讨四种基本力——强核力、弱核力、电磁力和引力——在粒子相互作用中所扮演的角色。强核力将夸克束缚在一起形成质子和中子，电磁力维持着原子和分子的结构，弱核力则驱动着放射性衰变。引力，虽然在微观粒子层面显得微弱，却是塑造宇宙宏观结构的主导力量。通过对粒子世界的细致描绘，您将深刻认识到，我们所见的物质世界，竟然是由如此微小、如此多样且遵循如此精妙规律的基本粒子所构成的，这本身就是一门令人惊叹的宇宙艺术。第二章：反物质的幽灵——宇宙为何不平？与物质相伴相生的，是神秘的反物质。当物质与反物质相遇，它们将发生湮灭，释放出巨大的能量。物理学理论预言，在宇宙大爆炸初期，物质和反物质的数量应该大致相等。然而，放眼我们所处的宇宙，绝大多数的星系、恒星和行星都由物质构成，反物质似乎销声匿迹。这种“物质-反物质不对称性”是宇宙学中最令人困惑的问题之一。本书将追溯反物质概念的起源。从狄拉克方程预言反电子（正电子）的存在，到实验上首次观测到正电子，再到对反质子、反中子以及反氢原子的发现，我们将一步步揭示科学家们如何一步步证实反物质的存在。我们将探讨“CP破坏”这一关键概念，它是解决物质-反物质不对称性的核心线索。CP破坏是指，物理过程在粒子和反粒子之间存在微小的差异。尽管在标准模型中，CP破坏已经得到了解释，但其产生的效应不足以解释宇宙中如此巨大的物质-反物质不对称性。我们将审视当前科学家们正在进行的实验，例如在欧洲核子研究中心（CERN）的低能反质子环（LEAR）和反物质工厂（ALPHA、AEgIS等实验），它们致力于精确测量反物质的性质，并将其与物质进行比对，寻找可能存在的差异。这些实验的进展，为我们揭示宇宙为何偏爱物质提供了重要的线索。本书将深入探讨理论物理学家们提出的各种假说，例如新的CP破坏机制、宇宙早期能量的不均匀分布，甚至是隐藏在标准模型之外的全新物理学。通过对反物质的研究，我们不仅能理解宇宙的起源，更能洞察物理定律的本质。第三章：暗物质的轮廓——宇宙中的隐形巨兽当我们以为已经掌握了宇宙构成的主要部分时，另一个更加庞大的谜团浮现出来——暗物质。天文学家们通过观测星系的旋转速度、星系团的引力透镜效应以及宇宙微波背景辐射，都指向了一个令人难以置信的事实：我们可见的普通物质（原子核和电子构成的物质）只占宇宙总质量-能量的不到5%。而约有27%的宇宙，被一种不发光、不反射光、不与电磁力发生任何相互作用的神秘物质所占据，这就是暗物质。本书将带您走进暗物质研究的前沿。我们将详细介绍暗物质存在的“间接证据”，包括：星系旋转曲线的异常：观测发现，星系外围恒星的旋转速度远远高于根据可见物质计算出的理论速度，这意味着星系外围存在着大量的看不见的质量，即暗物质晕。星系团的引力束缚：星系团中星系的运动速度表明，仅仅依靠可见物质的引力，不足以将它们束缚在一起，必须存在额外的暗物质引力。引力透镜效应：光线在经过大质量天体时会发生弯曲，这种引力透镜效应的强度表明，宇宙中存在远超可见物质的质量分布，暗物质是主要的贡献者。宇宙微波背景辐射的涨落：宇宙微波背景辐射的精细结构，包含了早期宇宙物质分布的信息，其模式也强有力地支持了暗物质的存在。我们将深入探讨科学家们正在尝试直接探测暗物质的多种方法。例如，基于粒子物理学的“WIMP”（弱相互作用大质量粒子）模型，它预测存在一种与普通物质只有微弱引力相互作用的粒子。本书将介绍部署在全球各地的地下深处的探测器，如意大利的Gran Sasso国家实验室的XENON实验、美国的LUX-ZEPLIN（LZ）实验等，它们试图捕捉WIMP与探测器原子核碰撞时产生的微弱信号。此外，我们还将探讨其他可能的暗物质候选者，如轴子（axions）、惰性中微子（sterile neutrinos）等，以及它们探测的理论基础和实验挑战。本书还将审视一些修正引力理论的尝试，以解释观测到的引力效应，但大多数科学家认为，暗物质的存在是目前最简洁、最符合现有观测的解释。通过对暗物质的研究，我们不仅要揭示宇宙的组成，更要理解宇宙的演化和最终命运。第四章：未知的疆域——物质、反物质与暗物质的未来探索物质、反物质与暗物质的研究，是现代物理学和宇宙学中最活跃、最激动人心的领域之一。本书的最后一章将展望未来，勾勒出这些未解之谜的未来探索方向。在物质领域，下一代粒子加速器，例如国际直线对撞机（ILC）和环形正负电子对撞机（CEPC），将能够以前所未有的精度研究希格斯玻色子的性质，以及寻找超越标准模型的新粒子。对中微子质量和性质的更精确测量，也可能揭示新的物理学。在反物质研究方面，科学家们正在努力提高反物质的生产和操控能力，并进行更精确的测量，例如反氢原子能级与氢原子的比对，以及反物质的引力响应。一旦发现反物质与物质在任何性质上存在差异，都将是物理学的一场革命。对于暗物质，未来的探测将更加灵敏，探测技术的进步有望在不久的将来实现对暗物质粒子的直接发现。同时，射电望远镜和引力波探测器等天文学观测手段的升级，也将为我们提供更多关于暗物质分布和性质的线索。本书将强调，对物质、反物质与暗物质的探索，不仅仅是对基础物理学原理的追问，更是对我们自身存在和宇宙起源的深刻反思。这些研究将可能带来颠覆性的理论突破，甚至催生全新的技术应用。本书旨在激发读者对宇宙的好奇心，鼓励大家关注科学前沿的进展，并认识到人类探索未知、挑战极限的勇气与智慧。结语：在求知的道路上永不止步《物质、反物质与暗物质：宇宙未解之谜的探索》是一次关于宇宙本质的求索之旅。它诚实地呈现了我们已知的部分，更深刻地揭示了我们尚未理解的巨大空白。从构成万物的粒子，到消失的反物质，再到神秘的暗物质，每一个谜团都像是一扇通往更深邃宇宙的窗户。希望本书能够点燃您对科学的激情，让您在仰望星空时，不再仅仅看到璀璨的光点，更能感受到其中蕴含的无穷奥秘和人类永不停息的求知精神。宇宙的真相，就在那里，等待着我们去发现。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

我通常对科普读物抱有一种谨慎的态度，因为很多作者为了追求通俗易懂，往往会牺牲掉科学的严谨性，读完后感觉像是在听一场精彩但缺乏实质内容的演讲。然而，这本书却成功地找到了一个极佳的平衡点。它的深度远超我预期的普通“入门读物”，但其行文风格却保持了一种令人愉悦的流畅性。例如，在探讨真空能和零点能的部分，我之前在其他地方看到的解释总是晦涩难懂，但在这里，作者通过一个非常贴切的类比——想象一个永远在轻微震动的量子海洋——瞬间就将那个难以捉摸的概念具象化了。我花了大量时间反复研读其中关于量子场论基础的那几个章节，那些公式的推导过程虽然没有完全展开（毕竟篇幅限制），但作者对于每个符号和每一步假设的物理意义解释得极其到位，让人知其所以然，而不是死记硬背。这本书的专业水准，足以让一个有一定物理背景的读者感到满足，同时它又足够亲民，让一个科学门外汉也能从中领略到现代物理学的壮丽图景。对我来说，这本书最大的价值在于，它提供了一套可靠的、经得起推敲的知识框架，而不是零散的奇闻异事。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图设计，可以说是教科书级别的典范。很多科学书籍要么是文字密密麻麻，让人望而却步，要么就是插图简单粗糙，完全起不到辅助理解的作用。但这本书在这方面做得非常出色。每一个关键概念的解释，几乎都配有精心设计的图示，而且这些图示并非简单的示意图，而是融入了大量的细节和数据可视化。比如，当作者讨论维度空间的可能性时，那些三维投影图和高维切片图的对比展示，使得那个抽象的空间概念立刻变得可以触摸、可以想象。此外，书中的字体选择和行距都经过了周密的考量，即使是连续阅读数小时，眼睛也不会感到疲劳。对于我这种需要经常做笔记和画图辅助记忆的读者来说，纸张的质感也相当棒，无论是用钢笔还是铅笔书写，都不会洇墨。这本书的物理体验本身就是一种享受，它将阅读过程从被动的接受信息，转化成了一种主动的、沉浸式的学习体验。细节之处，无不体现出出版方对知识传播质量的极致追求。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我留下的最深刻印象，是它对于科学史的驾驭能力。作者并非是孤立地介绍现代物理学的成就，而是将其置于一个波澜壮阔的历史长河中进行考察。他把爱因斯坦、玻尔等巨匠的争论和思想碰撞，描绘得如同精彩的戏剧一般引人入胜。我感受到了科学理论的诞生并非一帆风顺，而是充满了人类的偏见、执着、灵光乍现和漫长的寂寞等待。特别是关于标准模型的建立过程，作者细腻地刻画了那些实验物理学家们，如何在无数次的失败和噪音中，一步步锁定那些微小粒子的蛛丝马迹。这种叙事手法，极大地增强了阅读的代入感，让我意识到，科学的进步是建立在无数先辈的汗水和智慧之上的。它不仅仅是在告诉我“是什么”，更是在告诉我“为什么会是这样，以及它是如何被发现的”。这种对“过程”的重视，使得这本书的价值远超一本单纯的物理学概览，它是一部关于人类理性如何逐步战胜蒙昧的史诗。读完后，我对那些站在历史前沿的科学家们充满了由衷的敬意。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我感觉自己的世界观被彻底重塑了一遍。它以一种近乎哲学的深度，探讨了我们存在于宇宙中的位置和意义。这本书最让我震撼的不是那些关于速度和质量的计算，而是它对“未知”本身的探讨。作者花了很大的篇幅来审视人类认知的局限性，指出我们现有的物理学框架在面对某些极端情况时是多么的脆弱和不完备。那种坦诚地承认“我们不知道”的态度，反而比任何信誓旦旦的结论都更令人信服。比如，书中对宇宙学原理的讨论，作者并没有将其视为理所当然的真理，而是将其置于检验和挑战之下，这体现了一种真正的科学精神——永不停止质疑。我特别欣赏它在介绍理论局限性时所使用的那种冷静、甚至略带悲观的语气，它让我们意识到，每当我们解开一个谜团，就会发现背后隐藏着一个更宏大、更复杂的迷宫。这种对人类知识边界的诚实描绘，给我带来了极大的智力上的震撼和谦卑感。这本书更像是一部关于“我们为什么需要继续探索”的宣言。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面那种深邃的蓝色调，配上闪烁的星云图案，一下子就把你拉进了一个宇宙的宏大叙事之中。初次翻阅，我就被那种文字的磅礴气势所吸引，作者的叙事功力可见一斑，他似乎有一种魔力，能将那些极其抽象和复杂的物理概念，用一种近乎诗意的语言娓娓道来。比如，他对引力波的描述，那种“时空涟漪”的动态感，我仿佛真的能“听”到宇宙深处的碰撞声。整本书的逻辑构建非常严谨，从最基本的粒子物理聊起，逐步深入到宇宙学的前沿问题，每一步的过渡都处理得天衣无缝，让人感觉思路清晰，仿佛跟着一位经验丰富的向导在探索未知的领域。尤其让我印象深刻的是，作者在讲解那些高深理论时，总能巧妙地穿插一些历史轶事或者科学家的性格侧写，这使得冰冷的科学顿时变得有血有肉，充满了人文关怀。我尤其喜欢他对于观测技术的进步如何推动理论发展的论述，那种人定胜天的探索精神，读来令人热血沸腾。这本书不仅仅是知识的堆砌，更是一场思维的冒险，它成功地激发了我对宇宙本源更深层次的好奇心和敬畏感，绝对是理工科爱好者案头必备的精品。

评分☆☆☆☆☆