Frontiers in Cosmic Ray Research pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Nova Science Pub Inc

作者:Martsch, Igor N. (EDT)

出品人:

頁數:258

译者:

出版時間:

價格:129

裝幀:HRD

isbn號碼:9781594547935

叢書系列:

圖書標籤:

• Cosmic Rays
• Astrophysics
• High Energy Physics
• Space Physics
• Particle Physics
• Gamma-ray astronomy
• Neutrino astronomy
• Cosmology
• Solar Physics
• Magnetohydrodynamics

探尋宇宙深處的微觀奧秘：高能天體物理與粒子宇宙學前沿進展 一冊全麵、深入且極具洞察力的學術專著，聚焦於當前高能天體物理學和粒子宇宙學領域最激動人心且最具挑戰性的前沿研究。本書匯集瞭全球頂尖科學傢的最新理論模型、突破性觀測數據分析以及下一代實驗設施的規劃藍圖，旨在為讀者構建一幅清晰的、關於宇宙中最極端現象及其基本物理規律的宏偉圖景。 本書的結構設計旨在引導讀者從宏觀的宇宙結構視角，逐步深入到微觀的粒子物理過程，最終連接起對宇宙起源、演化以及暗物質、暗能量等核心未解之謎的探索。全書內容橫跨多個學科交叉領域，包括超新星遺跡、活動星係核（AGN）、伽馬射綫暴（GRB）、引力波天文學的電磁對應體，以及宇宙射綫的高能極限。 第一部分：極端環境下的粒子加速機製與輻射過程 本部分深入探討瞭宇宙中將粒子加速至接近光速所需的極端物理機製，以及這些高能粒子與周圍介質相互作用所産生的可觀測輻射信號。 第一章：超高能宇宙射綫的起源之謎（The Enigma of Ultra-High-Energy Cosmic Ray Sources） 本章詳述瞭當前對宇宙中能量高達 $10^{20} ext{ eV}$ 的宇宙射綫的探測現狀和理論約束。重點分析瞭潛在的“第一源”（First Sources）模型，包括活躍星係核的噴流（Jets）內部加速、緻密星係團中心的擴散模型，以及新型的宇宙弦或拓撲缺陷衰變理論。我們詳細比較瞭不同模型在解釋觀測到的宇宙射綫能譜截止（GZK 效應）和質子/重核成分組成上的優劣，並討論瞭利用引力波與電磁波聯閤觀測來精確鎖定源頭位置的可能性。 第二章：脈衝星風雲與磁層物理（Pulsar Winds and Magnetospheric Physics） 脈衝星，作為宇宙中最強大的磁場源之一，是銀河係內主要的二次粒子源。本章聚焦於脈衝星風雲（PWF）的結構、電子和正電子的形成機製，特彆是其相對論性電子的輻射場——脈衝星風雲星雲（PWN）的輻射模型。內容涵蓋瞭同步輻射、逆康普頓散射的復雜光譜演化，並討論瞭如何利用錢德拉（Chandra）X射綫天文颱和費米（Fermi）伽馬射綫空間望遠鏡的數據來約束中子星的內部方程和磁場衰減率。 第三章：伽馬射綫暴：極端爆發的物理學（Gamma-Ray Bursts: The Physics of Extreme Flares） 伽馬射綫暴（GRBs）代錶瞭宇宙中最劇烈的能量釋放事件。本章係統梳理瞭“短暴”和“長暴”的兩種主流物理起源（雙中子星並閤與大質量恒星引力坍縮）。重點分析瞭由噴流內部的衝擊波（Internal Shocks）和噴流與外部介質的相互作用（External Shocks）産生的餘輝（Afterglow）輻射模型。我們探討瞭對GRB後光變麯綫中“斜率變化”的物理意義的最新理解，以及利用Swift和高能立體光譜陣列（HESS）數據對暴發強度進行分類的嘗試。 第二部分：引力波天文學與多信使天體物理的融閤 本部分強調瞭自 2015 年以來，引力波探測的興起如何徹底改變瞭我們研究宇宙極端事件的方式，以及電磁波與引力波聯閤觀測（多信使天文學）為基礎物理學帶來的革命性機遇。 第四章：黑洞與中子星並閤的緻密天體動力學（Compact Object Mergers and Dynamics） 詳細闡述瞭 LIGO/Virgo/KAGRA 探測到的引力波事件（GWs）的信號處理、波形模型（如I-MERGE模型）的演進，以及如何從中提取齣並閤體的質量、自鏇和潮汐形變參數。本章特彆關注瞭中子星並閤（BNS）産生的韆新星（Kilonova）的輻射特性，探討瞭快中子俘獲過程（r-process）在新元素（如金、鉑）産生中的核心作用，以及這對宇宙化學演化的影響。 第五章：引力波源的電磁對應體搜索與驗證（Searching for and Verifying Electromagnetic Counterparts to GW Sources） 本章是多信使天體的核心。它討論瞭 LVK 閤作組織在探測到 BNS 並閤事件 GW170817 後，全球望遠鏡陣列如何迅速定位並觀測其光學、紅外、射電和X射綫對應體。內容包括瞭對拖尾輻射（Jet Afterglow）的精確測量，用於約束暴發源的洛倫茲因子（Lorentz Factor），以及對閤並後殘留物——無論是超大質量中子星還是新的黑洞——的後續演化路徑的模擬分析。 第三部分：粒子宇宙學與暗物質的探索 本書的後半部分轉嚮瞭對宇宙學基本組分的探究，特彆關注暗物質和暗能量對宇宙大尺度結構和高能粒子背景的影響。 第六章：暗物質的間接探測：理論預期與實驗限製（Indirect Dark Matter Detection: Theoretical Expectations and Experimental Limits） 暗物質的粒子性質仍然是粒子物理學最大的謎團之一。本章全麵迴顧瞭基於 WIMP（弱相互作用大質量粒子）模型的理論預測，包括其在星係中心和矮星係中可能的湮滅或衰變特徵。重點分析瞭來自銀河係中心高能伽馬射綫譜綫的最新搜索結果，以及高精度中微子望遠鏡（如IceCube）對高能中微子信號中潛在暗物質特徵的約束。同時，章節也涵蓋瞭對軸子（Axion）等非WIMP候選體的最新探測方法。 第七章：宇宙背景輻射與高能粒子通量（Cosmic Background Radiation and High-Energy Particle Fluxes） 本部分討論瞭宇宙背景中的高能粒子通量如何揭示宇宙早期的物理過程。我們考察瞭原初引力波背景對早期宇宙形變的影響，以及如何利用宇宙微波背景（CMB）的極化模式（E-模式和B-模式）來區分不同的宇宙暴脹模型。此外，還討論瞭彌散中微子背景的性質及其與宇宙再電離時代高能天體物理活動的關係。 第八章：下一代實驗設施與未來展望（Next-Generation Observatories and Future Outlook） 本書以對未來實驗的展望作結。詳細介紹瞭正在規劃或建設中的關鍵設施，如平方公裏陣列（SKA）對射電瞬態源的巡天能力、歐洲極大望遠鏡（ELT）在解析緻密星係團中的能力，以及下一代高能粒子對撞機（如FCC）對高能物理的可能貢獻。本章旨在激發研究者對未來十年宇宙學和粒子物理學前沿探索的投入。 本書適閤高能天體物理學、粒子物理學、宇宙學、以及理論物理學領域的研究人員、博士後和高年級研究生閱讀，是理解當前該領域最新挑戰與突破的權威參考資料。

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